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素在高温、高真空下的蒸发对合金成分的影响,其实质问题都是因固体或液体颗粒的曲率 半径过小,而使固体、液体的饱和蒸气压增大所致〔11〕。但是当固体或液体金属的颗粒 半径减小到何种程度时,才能对金属颗粒的饱和蒸气压产生,响,这是要判明的。 为了将上述问题简化,本文利用凯尔文公式〔11),计算了液商半径减小到何种程度 时,蒸气压才开始有显著的变化。 20M (1) RTpr 式中: 一液滴半径(厘米) P,一小液滴的饱和蒸气压 P一平面液体的饱和蒸气压 σ一液体的表面张力(尔格/厘米2) P一液体的密度(克/厘米3) M一金属或合金的分子量 R一常数(8.3×101) 显然当P:/P=1时即表示小液滴的饱和蒸气压未变化, 现以纯金属铜计算,在1130°C下因铜的表面张力o=1103尔格/厘米2〔12)〔13)。 M=29,p=8.92克/厘米3(勿略高温下密度变化)。代入上式可得一系列结果如下 表1 r(風米) 10-8 10-8 10-7 Pr/P 1,002 1,062 1.856 由上列数据可以看出,只有当液滴的半径小于10~8厘米后,液滴的饱和蒸气压才会出 现明显的变化,即P,/P>1。这就是说当固体颗粒的最小直径为2×10~8厘米时,固体颗 粒以及在高温熔化后液滴的饱和蒸气压,并不会有明显的变化。品然在上述粒度范围内与 饱和蒸汽压有关的,固体小颗粒的熔点以及固相、液相中组元的落发速度,也不可能与较 大颗粒有明显的差别。 为了验证上述分析,本文一方面在高温1300°C氢气下,直接观查了粒度分别为0,125 毫米和4毫米的两种纯铜球形颗粒的熔化过程,并测定了熔化温度。试验表明,在升温速 度较慢(3~5°/分)的情况下,上述两种颗粒的熔化温度完全相同。测定装置见图2。 另一方面为了判明上述两种纯铜颗粒,在1300°C真空度(1×10-4毫米汞柱)下的蒸 发速度是否相同,本文按上述两种粉末颗粒总表面积(即蒸发表面积)相签的东件,称景 不同重量的粉末,分散在经高温真空处理过的高纯石墨片上。在上述试验条件下,加热 20、40、60分钟后,分别测量两种粉末在真空加热过程中的重量损失,以观查上述两种粒 度的纯铜颗粒,在高温真空中的蒸发速度是否相同。 上述粉重的确定,由下列条件式导出, Z14πr12=Z24rr22… (2) 式中: 104素在高温 、 高真空下 的蒸发对合金成分的影响 , 其实质问题都是因固 体或液体颗粒的曲率 半径过小 , 而使 固体 、 液体的饱和蒸气压增大所致 〔 〕 。 但是 当固休或液体金属 的颖粒 半径减小到何种程 度时 , 才能对金属 颗粒的饱 和蒸气压产生 影 响 , 这 是需要 判明的 。 为 了将 一 述 问题简化 , 本文利用凯尔文公式 〔 〕 , 一 · 算 了液液半径 减 小到何种程度 时 , 蒸 气压 才开 始有显 著 的 变化 。 一 ︸ 式 中 - 液滴半径 厘 米 - 小液滴的饱和蒸气压 - 平面 液体的饱和 蒸气压 - 液体的表面 张力 尔格 厘 米 - 液体的密度 克 厘米 - 金属或合金的分子量 - 常数 , 显然 当 时 即表示小液滴的饱和 蒸气压 未变化 。 现 以纯 金属铜计算 , 在 下 因铜的表面 张力 二 尔格 厘 米 “ 〔 〕 〔 , 二 克 厘米 勿略高温下 密度 变化 。 代入上式可 得一系 列 结果如下 裹 厘米 一 。 一 了 。 由上列数据可 以看 出 , 只 有当液滴的半径小于 “ 厘米后 , 液滴的饱和蒸气压 才会 出 现明显 的变化 , 即 》 。 这就是说当固体颗粒的最小直径 为 又 一 厘 米时 , 固 体 颗 粒以及在高温熔化后液 滴的饱和 燕气压 , 并不会 有明显 的变化 。 显 然在上述 粒度 范围内与 饱和燕汽压有关 的 , 固体小颗粒的熔点以及 固相 、 液相 中组 元的蒸发速度 , 也不可能 与较 大颗粒有明显 的差 别 。 为 了验证上述 分析 , 本文一 方面在 高温 “ 氢 气下 , 直接 观查 了粒度分 别为 毫米和 毫米的两 种纯铜球形 颗粒的熔化过程 , 并测定 了熔化温度 。 试验 表明 , 在升 温 速 度 较慢 “ 分 的情况下 , 上述两种颗粒 的熔化温度完全 相 同 。 测 定装置见 图 。 另一 方面 为 了判明上述两种纯铜颗粒 , 在 “ 真 空度 义 ’ 毫米汞柱 下 的 蒸 发速度是否相 同 , 本文按上述两 种粉末颗粒总表面 积 即蒸发表面 积 相等的条件 , 称量 不 同重量 的粉 末 , 分散在经高温真空处理过的高纯石墨 片上 。 在上迷试验 条 件 下 , 加 热 、 、 分钟后 , 分 别测 量两种粉末在真空加热过程 中的重量损失 , 以观查上述两 种粒 度 的纯铜顺粒 , 在高温真空 中的蒸发速度是否相 同 。 上述粉重 的确定 , 由下列条件式导 出 , 北 “ … … 式 中
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