Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Теплофизические свойства компактных продуктов СВС
|
|
| Сплав | d CВС, г/см3 | l СВС(Т)= а + b × Т, Вт/м× К | С СВС = а + b × Т, Дж/кг× К | mL (Т) = а + b × Т | |||
| а | b | а | b | а | b × 104 | ||
| TiC-20% Ni | 5, 40 | 24, 34 26, 38 27, 0 | 0, 01 0, 01 0, 01 | 800, 5 790, 5 782, 0 | 0, 053 0, 051 0, 049 | -0, 106 | 1, 50 |
| TiC-28% Ni | 5, 62 | -0, 100 | 1, 87 | ||||
| TiC-35% Ni | 5, 83 | -0, 074 | 2, 17 |
Рассмотренные выше характеристики относятся к компактным продуктам СВС. При анализе влияния пористости на теплофизические свойства введем новую индексацию. Объект исследования состоит из трех основных элементов – горячие продукты синтеза (заготовка), оболочка и закрытая матрица (инструмент). В дальнейшем характеристики, относящиеся к заготовке, будут иметь индекс 1; к оболочке – индекс 2 и к инструменту – индекс 3. В соответствии с такой индексацией гравиметрическая плотность пористых продуктов синтеза будет равна
d 1 = d СВС× r 1, (2.8)
где r 1 – относительная плотность продуктов СВС. Для расчета коэффициента теплопроводности пористых продуктов синтеза l 1 использовалась зависимость [131]
l 1 = l СВС(1, 5× r 1 – 0, 5). (2.9)
Удельная теплоемкость пористых продуктов синтеза С 1 определялась по зависимости
, (2.10)
где СV - удельная теплоемкость воздуха, СV = 1005 Дж/кг× К.
Для расчета теплофизических свойств пористых продуктов синтеза необходимо знать их относительную плотность r 1. Особенность процесса СВС состоит в том, что исходным объектом является холодная шихтовая заготовка, представляющая собой спрессованный из порошков брикет. Для шихтовой заготовки известны размеры, гравиметрическая плотность d ш и относительная плотность r ш. Плотность собственно продуктов синтеза формируется в результате протекания следующих основных процессов:
1) изменение плотности и объема конденсированной фазы при химических реакциях;
2) выделение газов, которые были адсорбированы или растворены в исходных компонентах;
3) твердо- и жидкофазное спекание горячих продуктов СВС.
Точная количественная оценка закономерностей процессов уплотнения-разуплотнения в синтезируемом материале может быть получена только при совместном решении соответствующих физико-химических задач и представляет собой самостоятельную проблему. В этой связи для оценки начальной плотности продуктов синтеза предложена следующая модель. Принимается, что при горении, которое протекает при незначительном давлении подпрессовки, за счет внутреннего давления примесных газов сохраняются размеры шихтовой заготовки. Процессом уплотнения путем спекания вследствие быстротечности синтеза пренебрегается. Тогда плотность синтезированной заготовки будет определяться только изменением объема конденсированной фазы при химических реакциях. При принятых допущениях начальная относительная плотность r 10 синтезированного материала рассчитывается по зависимости
. (2.11)
В экспериментах шихтовая заготовка спрессовывалась до относительной плотности r ш = 0, 65, которая является оптимальной для системы Ti-C-Ni [58]. Расчетные значения начальной относительной плотности r 10 и теплофизические свойства продуктов синтеза при температуре горения представлены в табл. 2.2. Отметим заметное отличие относительной плотности продуктов синтеза r 10 от относительной плотности шихтовой заготовки r ш.
Т а б л и ц а 2.2
|
|