» » Удаление газа из раствора в металлах и сплавах путем создания вакуума над ними
02.02.2017

Создание вакуума, или даже сравнительно небольшого разрежения, способствует удалению газа из раствора в металле. Для одних металлов достаточно создание разрежения всего в 50—100 мм рт. ст., другие требуют такого вакуума, чтобы остаточное давление составляло всего десятые или даже сотые доли миллиметра ртутного столба.
К числу металлов, из которых газы легко удаляются при создании небольшого вакуума, принадлежит медь. Как было указано при лабораторных опытах для дегазации малого количества металла сказалось достаточным создание разрежения в 55—80 мм рт. ст., чтобы металл оказался освобожденным от водорода, которым он был предварительно насыщен.
Удаление газа при создании вакуума можно объяснить тремя причинами. Во-первых, зависимость растворимости газа от давления в случае нахождения газа в растворе в атомном состоянии подчиняется закону:
Удаление газа из раствора в металлах и сплавах путем создания вакуума над ними

нo и в случае, если растворимость отклоняется от этого закона, т. е. если газ находится частично или полностью в растворе в молекулярном состоянии, когда формула приобретает выражение:
Удаление газа из раствора в металлах и сплавах путем создания вакуума над ними

где S — растворимость газа;
К — коэффициент пропорциональности;
P — давление;
n — показатель степени, который в случае атомной растворимости равен 1/2, а в случае молекулярной растворимости равен 1.
В том и в другом случае и во всех промежуточных, когда газ растворяется и в атомном и в молекулярном состоянии, с понижением давления над металлом растворимость падает.
Во-вторых, по мере создания вакуума температура кипения металла снижается, что также может вызвать удаление газа из раствора в металле.
В-третьих, в соответствии с создаваемым вакуумом, меняется и парциальное давление газа над металлом.

В случае дегазации меди путем создания небольшого разрежения, по-видимому, оказывают влияние первая и третья причины. Такой небольшой вакуум не может понизить температуру кипения металла настолько, чтобы он закипел в этом вакууме. Тем не менее для тонких слоев металла этот небольшой вакуум, как было указано, удаляет газ настолько, что слитки получаются при кристаллизации под атмосферным давлением плотными. Небольшое количество газа в металле при этом, по-видимому, еще остается, так как вакуум-проба показывает значительное понижение плотности (рис. 70), но для обычного употребления такая медь пригодна.
Удалить водород из раствора в алюминии и его сплавах значительно труднее, чем из меди. Для удаления газа в этом случае требуется создание разрежения до такой степени, чтобы остаточное давление было не более десятых или даже сотых долей миллиметра ртутного столба. При таком вакууме и температуре 800—850° алюминий уже близок к кипению, что, разумеется, способствует дегазации. Задержка дегазации при меньших степенях вакуума, по-видимому, обязана наличию на поверхности алюминия или алюминиевых сплавов прочной и плотной пленки глинозема, которая до известной степени препятствует удалению газа из раствора в металле. Магний освобождается от растворенного в нем газа легко вследствие высокой упругости его пара. Магний в вакууме кипит при низкой температуре.
Удаление газа из раствора в металлах и сплавах путем создания вакуума над ними

Продолжительность вакуума, необходимая для удаления газа из раствора в металле, также зависит от причины, заставляющей газ уходить из металла. Если удаление газа происходит вследствие влияния вакуума на растворимость его в металле, то, по достижении соответствующего разрежения, газ должен покидать металл быстро. Если же удаление газа связано с кипением металла в вакууме, то требуется некоторое время для того, чтобы удаление газа прошло достаточно полно. Так как в этом случае удаление газа происходит путем насыщения им пузырьков пара, то, следовательно, для полной дегазации необходимо, чтобы через металл прошло значительное количество пузырьков пара, а это требует длительного времени.