Об анизотропии при контактном плавлении веществ, образующих тройную эвтектику Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Том 68, вып. I ИНСТИТУТА рмени С. М. КИРОВА 1951 г.

ОБ АНИЗОТРОПИИ ПРИ КОНТАКТНОМ ПЛАВЛЕНИИ ВЕЩЕСТВ, ОБРАЗУЮЩИХ ТРОЙНУЮ ЭВТЕКТИКУ

П. А- САВИНЦЕВ и Л. Я. КАЛАЧНИКОВА

Известно, что многие физические свойства существенно зависят от кристаллографического направления в кристаллах некубической системы. Например, теплопроводность для монокристаллов Хп и Сс1, принадлежащих к гексагональной системе, в направлении параллельной главной кристаллографической оси больше, чем в направлении перпендикулярном к ней ПЬ

Электросопротивление в этих же монокристаллах зависит от угла а, образованного данным направлением с главной кристаллографической осью, причём практически выполняется линейная зависимость удельного сопротивления от соз2а [1].

А. Ф. Иоффе была установлена на кристаллах кварца анизотропии электролитической проводимости [2]. Наличие анизотропии при самодиффузии было обнаружено для изотопа висмута (ТЬС) в висмут [2], причём коэфициент диффузии в направлении перпендикулярном базису в 60 раз меньше, чем в направлении базиса.

Рядом аиторов [2, 3, 4] исследовалась анизотропия при диффузии ртути в монокристаллы 2п и С<1 Все они пришли к выводу о существ^ вании анизотропии и дали количественные результаты, а также объяснение полученным данным.

Наиболее правдоподобным является объяснение [4] этого явления те^ обстоятельством, что по разным кристаллографическим направлениям вы сота потенциального барьера для частиц, находящихся в кристаллической решетке, а также для посторонних частиц, различна. Это положение подтверждается найденными величинами энергии 11ь и С/р (из связи между глубиной проникновения ртути в цинк и коэфициентами диффузии), которыми должен был обладать атом ртути для того, чтобы он мог перемешаться в кристаллической решетке перпендикулярно призме первого рода. 1]ь оказалась больше 1)р на 22°/о.

В перечисленных выше работах явление анизотропии наблюдалось, в основном, при низких температурах.

Некоторые авторы [3] считали, что с повышением температуры анизотропия уменьшается и совершенно исчезает в точке плавления. Противоположные результаты следовали из опытов М. А. Большаниной и Ф. П, Рыбалко [4], которые показали, что анизотропия при диффузии сохраняется вплоть до температуры плавления.

Представлялось интересным проверить наличие (или отсутствие) анизотропии при высоких температурах в явлении контактного плавления вешеств, образующих эвтектики.

Как известно [5], при нагревании двух различных контактирующих металлов, образующих эвтектики, появляется жидкость при температуре несколько выше эвтектической. Вообще же контактное плавление обнаруживается для веществ, дающих двойные, тройные и четверную эвтектики.

Мы проводили опыты с Хп, РЬ и Сс1, образующими тройную эвтектику, причем цинк был взят в виде монокристалла, а РЬ и Сс1—в виде поликристаллического кусочка двойной эвтектики, У монокристалла 2п путем скола обнажалась плоскость базиса, после чего она приводилась в соприкосновение с поликристаллом (Сс1—РЬ). При помощи ультратермостата определялась температура контактного плавления на этой границе с точностью ^0,1°. Оказалось, что контактное плавление начинается при температуре 164,4°С. Далее у следующих образцов цинка обнажалась плоскость базиса и плоскость ей перпендикулярная. Затем этот образец обертывался фольгой из двойной эвтектики (РЬ—С<1) таким образом, что осуществлялся одновременный контакт ее с интересующими нас плоско» стями монокристалла цинка. При нагревании до 164,4°С плавление начиналось всякий раз по плоскости базиса. Через некоторое время фольга стягивалась на плоскость базиса, где завершалось плавление.

Таким образом, несомненно, что и при контактном плавлении имеет место анизотропия.

Полученный результат, видимо, можно объяснить тем, что плоскость базиса наиболее густо усеяна атомами цинка, что облегчает встречу разнородных атомов ¿п, Сс1, РЬ, образующих тройную эвтектику.

Выражаем большую благодарность руководителю работы доценту Городецкому А. Ф. за ценные указания и критические замечания при ее выполнении.

ЛИТЕРАТУРА

1. Энциклопедия металлофизики под ред. Г. Мазинга, 1937.

2. В. Е. Б у г а к о в. Диффузия в металлах и сплавах, 1940,

3. В. Е. Бугаков и Брежнева. ЖТФ 5, 9, (935.

4. М. А. Большанина и Ф. Г1. Рыбалко. ЖЗТФ, 7, вып. 2, 1937.

5. Д. Д. Саратовкин и П. А. Савинцев. ДАН СССР 33, 4, 1941; ДАН СССР 58,9, 1947; Известия ТПИ 66, вып. 1948.