Kornel BZIAWA Andrej K R Y G I E L Jacek SEN KARA I N S T Y T U T TECHNOLOGII MATERIAŁÓW ELEKTRONICZNYCH. W A R S Z A W A Spekane aktyoane poroatego olframu WPROWADZENIE Istotną rolę ora e s p ó ł c e s n e j kompoyty o neele mejsce poroatośc. 'tej Technologe grupe ltych c na m e t o d a c h sokotemperaturoe mu m o l b d e n u są chemcnego ne y j a ś n o n y, naukoych układu e ymaga elkość jącym już mechanmem metalcne śatoej stosunko s t a ł e j metal o ajmują y nacą, e 1200 stoty dyfuja y d o d a t k a m VIII K praktyce s p e k a n a g aktyo dostatec poażnych rys. [s]«do k o ń c o e g o 1, na prac którym Prejśce (materał lty), mnejsa ją q. P r y k ł a d o o po g r a n c a c h obecnośc ne o s t a ł j e s c e agadnena Aktyacja knetyk [ó]. Mechanm sereg gru olfra punktu dena ekonomcnych + 1300 dyspersj pre ęksoś spekane metal trudnotoplych agadnenu energetycnej. aktyoane ględó temu o dużej na rysunku preażającej ten ostatn. S p e k a n e W Mo lustracją energetycny skurcu są stosoane metal trudnotoplych pośęcono barery symboloaną cym od temperatur pocątkoego pokonana oparte cym najażnejsych yłącne Dobrą schemat stanu pry aktyatoram spekąna [ć> 1 4 ]. predstaono Dla nkel, p r y mmo ż torya fae lub r a d e j "spekane najlepsym aktyatoró achod ana agadnenu proskó, [5]. stosuje poroate M e t a l e VI g r u p y u k ł a d u o k r e s o e g o metal y s o k o t o p l y c h [4] pallad technologcnej odgryają. Mmo to l t e r a t u r e materałó. metalurg py układu o k r e s o e g o technce osnoe uag p o ś ę c o n o sokm stopnu ce na ch dla olframu arn. Energa o domnu aktyacj 7
T Energa e> <u 5 T Ca.koN.ta energa poerchnoa \ J spólrędna nm ynos olframu ok. 280 kj/mol cynnka są arstę [7]. ż s p o s ó b W opracoanej celu fl7, e s t ę p n e j których poroatej aktyoanego. c y tlenkó ne r e d u k c j tlenkó śeżo W nnejsej etapem Termcny aotu ( proad pracy poroatej energ aktyność Pojęce aktypunktu ynka poerchnoych, ^l ]. Wynka 9 meć nacący nasej pracy. stąd są artykułu technolog ro nosek, pły n a dla otrymana stosoane do postać sobodnej, termcnej trakce pro poro najcęścej do ykorystano obu ymenonych metod j e s t otrymane łaścej temperatury pred rokład osągnęcem "klasycnych" nagreana ależnośc do środkó takch od r o d a j u na knetykę kole meta metal p o d c a s podcas mogą płyać redukoanego ytarana 8 redukcj tlenkó 18j. Wspólnym poostałośc poroatośc ale róneż fs]. materałó trudnotoplych autoró n n e j s e g o proces fae ronęca predmotem stopna cystym termodynamcnego nadmar może to j e s t N), Z mecha atomó tym p r y p a d k u strukturalnych ulegające, dysocjacj pre mają pły ne tylko l o ś ć sposób jej objętoścoa s ę porónanu mnejsa jednonacne. poerchn poroatych mena podstaoy dyfuja ( tym p r y p a d k u atmosfera poroatej pooduje ydelane Cl^, CO^, lośc defektó ysokego porotórce odoroej aktyacj ocyśce Zagadnene nklu odgryać ęksając chemcne ora kryny cych Na p r o c e s ytarana tym s a m y m nklu, Energa ne j e s t W technologach mesk acyna nm p r o s k m e t a l p o s a d a j ą c e. atej kj/mol. D o m e s k a rolą rędó. stnena dużej maru arn, ces 4 proskó, proskó dena jącej aktyującego spekanych nośc 430 Głóną popre o seść R y s. 1. S c h e m a t e n e r g e t y c n y p r o c e s u s p e k a n a. S stan pocątkoy, S 2 końcoy. Welkość q c h a r a k t e r y u j e r ó ż n c ę energ aktyacj dla s p e kana konencjonalnego aktyoanego [15] ^ postępu. lem a ż aktyacj atmosfere porotór gaó jak astosoanego. postana yprasce NH^, ), Zastosoa penej lośc metalu. predstaono reultaty na knetykę badań nad płyem aktyoanego sposobu olframu.
CZĘSC DOŚWIADCZALNA Zastosoano de metody y t a r a n a pre termcny rokład ku. S p o ś r ó d serokej b r a n o NH4HCC>3, której aróno lsty n a n y c h gaó, W drugej metode ne resta [20]. J e s t o kasoa anecyscając do y t o r e n a t l e n k u t>m o l f r a m j e s t na najyżsym materału porcjach dodano laboratoryjnym 1% a g. proskó mesalnku cągu redukcj rokładają poostałoścam. stopnu ostaje W utlenena. usunęty, poroatośc. odpoednch god. do s p e k a n e g o 1, a d y s t r y b u a n t ę astosoano W 0 3. l u b WC> 3 m e s a n o p r o s k u N s t o s u n k u podano tablcy po neorgancna, żadnym możlym d l a n e g o otrymana materału o n a c n e j P r o s k olframu sol NH4HCC>3 to s ó l całkoce p o r o a t e g o olframu Duży udał o b j ę t o ś c o y tlenu, który p r o c e s e stara możlość struktur olframoych astosoanem redukcj tlen» "klasycnych" środkó porotórcych y opsyany już lterature grupa amonoa jak ydelenem poroatych porotórcego Do k a ż d e g o metalu. pro składu Charakterystykę rokładu elkośc a r n n a r y s. 2. Tablca Charakterystyka stosoanych Sr. Prosek średn. proskó Z a. gł. s k ł a d n. Kstałt arna % ^um frakcja WO3 4 płatkoy <^45* neregularny 1,92 Nkel NH neregularny 2,1.2 Wolfram HCO_ 3 frakcja <[ 45 1 mru 99,95 mn. 99,95 mn. 99,99 c. neregularny ( ag. d. a. W o b e c t e n d e n c j do torena aglomerató c ą s t e k WO3 h g r o s k o p j n o ś c NH4HCO3 o k r e ś l e n e ś r e d n e j ś r e d n c y arn ne było możle. P r o s k p r e s a n o p r e s t o 4 5 um. Mesanny proskó łanu j e d n o s t r o n n y m kstałt tabletek prasoano matrycy precyyjnym o średncy mechancaej yprasek kstałceń plastycnych Dla k a ż d e g o składu planoaną g ę s t o ś ć proskó, doberano yprask. no p r e d p r a s o a n e m I a dobrano co myślą naprężeń elkość da mały ytry od. nacsku, tak a b y uyskać p r o s k ó olframu tlenku d o d a a alkoholu polnyloego spekano o ględnej o apenenu o unknęcu mogłoby meć pły n a p r o c e s Do m e s a n e k mnmalną l o ś ć nacsku. Wyprask 4, 5 mm g ę s t o ś c drugej strony dośadcalne poślgoego. Wyprask ytrymałoścoej pomarem e l k o ś c 2 8 mm, y s o k o ś c. 4 5 0. 6 0 %. P r e d a ł g ę s t o ś c g l ę d n e j m a ł o ś c na prase kołpakoym charaktere pecu oporoym 9
V \V /f \sn. h / 0» V t 1 1 2. R y s. *2. R o k ł a d e l k o ś c ś r e d n c d c ą t e t e k (analjctor t e l e y j n y Quantmet 7 2 0 ). prepłye ocysconego tura s p e k a n a sybkość ano nagreana podcas case 15 K/mn. nagreana którego następoała astosoanem na ade poroatość analtycnej, WYNIKI BADAŃ Reultaty aartość kanu. sene składnkó sądć materału. K, 203 cas K, Po spekanu na tej edług oru ąanej [l?]. mkromerem a stoso pry 6 7 3 sol. W metode / Tempera NH^HCO.^ trójstopnoą P K). 1 god., podsta (l): 0 (1) metalu ltego. DYSKUSJA grafcne porotórcego (tab. na rys. yprasce dodatek 3 układe poroatość agoy rys. ytarana astosoana 3 ne NH^HCO^ po do spe prosku nacne ęk mas łaścych posce można śetle poyż poroatej redukcj spółrędnych całkota dodatkem WO^, po e s t a e n u 2). Na podstae prypadku dentycnym J e s t to r o u m a ł e o płye s p o s o b u Ponadto 1523 spekanych merono Tt punkt r o s y metal poroatego, teoretycna pooduje, porónanu poroatośc. gólnych metalu predstaono = /1 ' Z y k r e s ó ynka, ż neelk olframu sego badań I c stosoanych temperaturoy termcna redukcję całkotą, materału 'f gęstość gęstość 1 ppm O 2 > prypadkach prystanek dysocjacja d //m/ proskó Dla y p r a s e k 1 god. P gde (ok. tlenku p r e p r o a d a n o pastylk ażono e o b l c a n o odoru ynosła e s y s t k c h 5 objętość na poró spekalność
0«Tablca Masy łaśce składnkó 2 mesanek 40 30 / 20 0X WNH^HCO, M a s a łaśca kg/m3 Składnk o WWO. 0 0 19,3 3 7,4 3 Nkel 8,9 3 NH.HCO. 4 3 1,6 3 Wolfram 20 30 70 f /KagJ o R y s. 3. P o r o a t o ś ć c a ł k o t a P spec o n y c h p r ó b e k furkcj a a r t o ś c yjścoej _ porotórcego ypraskacn. różncą objętośc tlenku postałego "klasycnej", gde objętość róna objętośc Na rys. 4 predstaono teoretycnej Pre porotórcego, po s p e k a n u. nę kładu ś r o d k a poroatośc astosoana s k u r c u materału po rys. predstaono ależnośc poró teoretycna" poroatośc predstaonych poroatość poroatośc porotórcego astosoana braku głónych roume określonego po p r a s o a n u na rys. całkotą yprasce tutaj skurcu 4 umożla, materału po oce spekanu, cynnkó: sumę metod y t a r a n a. 4 reultaty dane całkota yjścoa na stano metody porotórcego, podcas poroatość Poroatość nż dla prasoanu, W oparcu o ykresy spekanem, ałożenu trech 1 dysocjacj termcnej "poroatość yłącne porotórcego stosoana określane pry analtycne aartośc Konstrukcja ykresó która ypadkoą rędnych: oblcone materału y n k a j ą c ą trakce porotórcej. olframu od r o d a j u pred spekanem. poroatość nego metalu, odmenne postających substancj 3 porotórcego. Rysunek rysunku poala poroatość yjścoa poroatośc pred spół(rys. pocątku płyu 5). speka ynkającej 5 umożla o c e n ę na sformułoane ależnośc tośc yjścoej prostolnoe prebeg v.yprasek.3 nnym u k ł a d e a odmennych. noskó. Dla obu prypadkó mają poroatośc materału momence po p r a s o a n u poró na p r o c e s Anala ostatnego rys. po s p e k a n u poroatoścą poroatośc oblceń emprycne poroatośc klku nteresujących po s p e k a n u s ą pryblżenu od poroa rónoległe. 11
"f* WHHjHCO, 40»m3 30 SO BO 20 30 400 R y s. 4. P o r o a t o ś ć t e o r e t y c n a P j f u n k c j a a r t o ś c y j ś c o e j Xp ś r o d k a porotórcego. 1 W N H 4 H C 0 3, 2 _ WWO3. Śadcy to o p r o p o r c j o n a l n y m ypraskach rając pry na końcoą możlość płynnego astosoanu użyca sebe rokładu obu ykresó. sol, meć dukcj duże aartośc płyem fektó. nacnym śeżo środkó spekały śadcy noskoać abjj porotórcych stąd, Próbk lepej położene praktycnych lepej agadnenach sta otrymane nż pry ględem ż m e t o d a, y k o r y s t u j ą c a materał mennych, nacne ajemne jej ynku p o s t a j e elu 80 obsare łasnoścam materału. stykoych. spekalność można energ gdyż nacene materałó Lepsą o cym Można korystnejsa, może steroana 70 R y s. 5. Z a l e ż n o ś ć p o r o a t o ś c całkotej P c speconych próbek od p o r o a t o ś c y j ś c o e j P, ^ analoanym metody redukcj WO^ padku cję płye poroatość reduk specony, np. p r y ^ prypadku astosoana redukoanego ronęcem metalu, poerchn, metody redukcj cechującego a ęc yjaśnć dużą posadającego loścą nadmar sobodnej. WNIOSKI 1. S p o s ó b ytarana p o r o a t e g o o l f r a m u ma p ł y n a k n e t y k ę spekane* akty o a n e g o. 2. 12 Porónane co pro dóch metod ytarana poró: "klasycnej", opartej na ro de
kłade termcnym NH^HCO^.redukcj celoo proadonego tlenku WO^ ykaało, ż fenomenologcnego punktu dena proces aktyoanego nklem poroatego olframu korystnejsy prypadku metody ykorystującej redukcję tlenku. 3. Prycyną ntensyfkacj poroatych struktur postałych ynku redukcj 0 3. pradopodobne aktyność poerchnoa śeżo postałego metalu. (Tekst dostarcono.ix.198l) LITERATURA 1. Rothero G.R.: Poder Mel., 21, 85, 1978. 2. Tracey V.: Int. J. Pod. Met. Pod. TechnoL 12, 25, 1976. 3. Schrener H.: "Materals n Electronc", Ed. Inst. Se. Sr.t., Belgrad 1977, str. 67. 4. Stolar S., Rutkosk W.: "Wolram molbden", PWT Warsaa 1961. 5. Uskokovf D. n.: "Aktroannoje spekenje", Gelgrad 1974. 6. German R.M., Munr Z.A.: Hgh Temp. Se«, 8, 276, 1976. J 7. German R.M., Munr Z.A.: Met. Trans., A7, 1873, 1976. 8. Samsonov G.V. n.: Phys. Snt., Spec, ssue, 27, 1971. 9. Vacek J.: Planseebercht. Pulvermet. 7, 6, 1959.. Brophy J.H. n.: "Poder Metallurgy", Ed. Lesynsk, N. York 3 961, Str. 113. 11. Toth I.J., Lockr.gton N.A.: ]. LessCommon Met., 12, 353, 1967. 12. Gessnger G.H., Fschmester H.F.: J. LessCommor Met., 27, 129, 1972. 13. Gessnger G.H.,.Fschmester H.F.: Acte Met., 21, 5, 1973. 14. Gegun Y.E.: Phys. Snt,, Spec, ssue, 217, 1971. 15. Uskok ovc D.: Se. Snt., 7, 117, 1975. 16. Rutkosk W.: "Projektoane yrobó spekanych proskó łóken", PWN Warsaa 1977. 17. Baa K., Senkara J.: Mat. Elektroncne nr 2,, 1980. 18. Baa K., Senkara J.: Se. Srt., 13, 7, 1981. 19. Hrschhorn J.S.: Pod. Met. Int., 2, 83, 1970. '20. Solonr L., Tschernyschev L.: Porosk. Met., nr, 31, 1975. 21. Hansen M., Anderko K.: "Consttuton oi Bnary Alloys", McGra Hll, N. York 1958.