Способ определения эффективного заряда ионов в расплавах металлов Советский патент 1987 года по МПК G01N25/02 

fO

f5

20

11303919

Изобретение относится к физико- химическому исследованию веществ, а именно к способам определения эффективного заряда ионов или их подвиж- ностей в расплавах металлов, и может быть использовано, например, для совершенствования технологии контактно- реактивной пайки.

Целью изобретения является упрощение способа, повьшение точности и надежности определения.

Способ осуществляется следующим иЛразом.

Образцы металлов (А и В) цилиндрической формы, диаметром 3-3,5 мм с полированными основаниями помещают в стеклянную или кварцевую трубку с внзгтренним диаметром, равньм диаметру образцов. Образцы контактируют основаниями, закрепляют в специальном держателе и в вертикальном положении; помещают в термостат. Во избежание конвективного перемешивания расплава, образующегося при контактном плавлении, сверху располагают образец металла с меньшей плотностью. Температуру термостата повышают до эвтектической, фиксируют появление жидкости в контакте образцов и включают посто- янньй электрический ток. Ток пропускают через две пары образцов А и В, соединенных посл1едовательно, в противоположных направлениях. Опыт проводят при атмосферном давлении и эвтектической температуре наблюдают с помощью микроскопа и опыт проводят в течение времени, необходимого для нахождения скорости плавления компонента А (или В) с достаточ- йой

слойки кристаллизуют, готовят поперечные шлифы и определяют значение парциальной скорости плавления комЕ - напряженность электрическог поля.

Пример. В системе Cd-Bi (об разец Cd сверху, висмута - внизу, ток течет от кадмия к висмуту) при эвтектической температуре Т, 417 за время Г 2 ч получена жидкая ко тактная прослойка, протяженностью 8 1,4 мм. Парциальные скорости плавления компонентов составили Vg; 0,4 мм/ч; V(,j 0,3 мм/ч; Е 1 В/ (определено экспериментально); D

0,240

„О

-)

/с, DCJ 0,5-10 MV

,.1,38..417

Cd

,-9

,19

м7с-1, Kn-l В/

25

За процессом 35„

0,5-10

7,9.

Ф ормула изобретения

Способ определения эффективного заряда ионов в расплавах металлов, заключающийся в проведении контактного плавления при одновременном пр 30 пускании постоянного электрического тока через жидкую контактную просло ку и измерении протяженности этой прослойки, отл ичающийся тем, что, с целью упрощения способа повышения точности и надежности опр деления Z;,;, , плавление

J/:A , luidjojicnnc осуществляют при эвтектической температзфе определяют значение парциальной ско рости плавления компонентов в той

точностью. Затем контактные про-. 40 прослойке, которая выросла под действием тока, а эффективный заряд ра считьшают по формуле

k- Т.э

- YiiJj

(i) е Е DА (или В) V

А(&)

-

о

где

X

д/„. - протяженность расплавившейся части компонента А или В, S - время в той прослойке, которая выросла под действием тока, и эффективный заряд вычисляют по формуле

А(В1

Ye.iAiJ.iIi

А(в)

e-E-D,

постоянная,Больцмана;

эвтектическая температура; парциальньш коэффициент диффузии компонента А или В; заряд электрона;

Е - напряженность электрического поля.

Пример. В системе Cd-Bi (образец Cd сверху, висмута - внизу, ток течет от кадмия к висмуту) при эвтектической температуре Т, 417 К за время Г 2 ч получена жидкая контактная прослойка, протяженностью 8 1,4 мм. Парциальные скорости плавления компонентов составили Vg; 0,4 мм/ч; V(,j 0,3 мм/ч; Е 1 В/м (определено экспериментально); D

0,240

„О

-)

/с, DCJ 0,5-10 MVc.

f5

,.1,38..417k

Cd

,-9

,19

м7с-1, Kn-l В/м

5

5„

0,5-10

7,9.

Ф ормула изобретения

Способ определения эффективного заряда ионов в расплавах металлов, заключающийся в проведении контактного плавления при одновременном про- 0 пускании постоянного электрического тока через жидкую контактную прослойку и измерении протяженности этой прослойки, отл ичающийся тем, что, с целью упрощения способа, повышения точности и надежности определения Z;,;, , плавление

J/:A , luidjojicnnc осуществляют при эвтектической температзфе, определяют значение парциальной скорости плавления компонентов в той

0 прослойке, которая выросла под действием тока, а эффективный заряд рас- считьшают по формуле

k- Т.э

- YiiJj

5

(i) е Е DCJl

где Z

({) j(i)

0

k

т.

niv

5

е

Е

эффективный заряд компонента i или j; парциальная скорость плавления компонента j или i;

постоянная Больцмана; эвтектическая температура;

парциальный коэффициент диффузии компонента i или j ;

заряд электрона; напряженность электрического поля.

Изобретение относится к области физико-химического исследования веществ и может быть использовано для определения эффективного заряда -ионов или их подвижностей в расплавах металлов. Цель изобретения - упрощение способа, повышение точности и надежности определения - достигается за счет исключения необходимости достижения стационарного состояния. Осуществляют процесс контактного плавления под действием электрического тока при эвтектической температуре Тд, определяют значение парциальной скорости плавления компонентов в той прослойке , которая выросла под дей ствием тока, а эффективньй заряд рассчитывают по формуле 7- р, V;/:,) П) (IV xKTg/eED; , где К - постоянная Больцмана, D;Q, - парциальный коэффициент диффузии компонента i или j, е - заряд электрона, Е - напряженность электрического поля. (Л ее- о со ;о