» » Удаление газа из металла путем создания вибрационных колебаний
02.02.2017

Первые мысли о возможности применения вибрационных колебаний с целью удаления газа из металла связаны с бессмертным именем нашего великого соотечественника Д.К. Чернова.
При первых опытах (со сталью) использовались механические вибраторы, с помощью которых ковш с металлом перемещался вверх; вниз он двигался под влиянием своего веса.
Так как вибрационные колебания вызывают в кристаллизующемся металле измельчение структуры, то в дальнейшем большее внимание уделялось этому влиянию вибрации. Однако имеются указания и нa то, что если раствор газа в жидкости подвергнуть действию вибрационных колебаний с большой частотой, вплоть до ультразвуковых (колебания, имеющие частоты, большие чем те, которые улавливает человеческое ухо, а именно, большие 20 000 гц), то газ из раствора выделяется и выходит в виде пузырьков.
Удаление газа из раствора в металле под влиянием вибрационных колебаний можно представить в следующем виде.
Частицы металла вблизи от вибрирующей с большой скоростью поверхности (будет ли это дно ковша или специально опущенная в сплав пластинка из нерастворяющегося в металле материала) начнут приходить сами в быстрое колебательное движение. Вследствие некоторой инерции соседние частицы не будут поспевать за теми, которые расположены ближе к вибрирующей поверхности. При движении первой частицы металла, например, вверх, ниже расположенная частица от нее отстанет и между ними образуется вакуум. Полость вакуума может иметь размер одного или нескольких молекулярных слоев, поэтому обнаружить их затруднительно. В полость вакуума из раствора в металле устремляется газ. Если он в металле присутствовал в виде атомов, то при выходе в полость вакуума он переходит в молекулярное состояние и в виде маленького пузырька присутствует в расплавленном сплаве. При движении той же первой частицы в противоположном направлении, например вниз, вакуумная полость уничтожится, а выделившийся в нее газ несколько сожмется, но перейти в раствор не может, так как для этого он должен сначала диссоциировать на атомы. При последующем движении первой частицы снова вверх из раствора в металле может снова выделиться небольшой пузырек газа, перешедшего из атомного состояния в молекулярное. Этот пузырек присоединится к первому и, постепенно увеличиваясь в объеме, выйдет из металла.
Таким образом, удаление газа из раствора в металле под влиянием вибрационных колебаний, по-видимому, в своей основе имеет выделение газа пол влиянием местных мгновенных вакуумов, куда устремляется газ из раствора и из атомного состояния переходит в молекулярное. Мелкие пузырьки укрупняются и уходят в атмосферу.