» » Давление пара металлов и сплавов
22.04.2015

Как и все вещества, металлы обладают определенной величиной давления собственного пара, хотя нередко очень незначительной. Давление пара металлов р зависит от температуры и обычно выражается формулой lg р = -(АТ)+В. Повышение температуры вызывает непрерывное возрастание давления пара металла. При плавлении не наблюдается скачка на прямой lg р = f (T), меняется лишь ее наклон из-за того, что изменяется величина А.
Ниже приведены данные о давлении паров некоторых металлов при температуре плавления, а также температуры плавления и кипения (температурой кипения является температура, при которой давление пара вещества достигает атмосферного, составляющего 0,101 МПа):
Давление пара металлов и сплавов

Из этих данных можно прежде всего сделать вывод о том, что температура кипения металла никак не связана с его температурой плавления. Легкоплавкое олово кипит при 2600 °С, а более тугоплавкий цинк имеет температуру кипения всего 905 °C. Точно так же марганец, плавящийся при 124С °С, обладает температурой кипения 2100 °С, а медь с точкой плавления 1083 °С кипит при 2500 °С.
Для оценки поведения металла при плавке большее значение, чем температура кипения, имеет величина давления пара при температуре плавления, так как именно это свойство предопределяет, например, величину потерь в результате испарения. Из приведенных выше пять металлов имеют давление пара при температуре плавления 13,3 Па и более. Это цинк, магний, кальций, марганец, хром. Такие металлы называют легколетучими.
Давление пара сплава складывается из суммы парциальных давлений всех компонентов и примесей, входящих в его состав. Если сплав рассматривать как совершенный раствор, то парциальное давление пара любого компонента или примеси px определяется законом Рауля: рx = p°xNx, где p°x — давление пара чистого компонента; Nx — его атомная доля в сплаве. Общее давление пара сплава будет равно робщ спл = р1°N1 + р2°N2 + ... Если сплав нельзя считать совершенным раствором, то в формулу закона Рауля вводится коэффициент активности у данного компонента в сплаве, так что парциальные давления пара компонентов сплава будут выражаться рх = γxp°xNx, а общее давление пара сплава pобщ спл = ∑γip°iNi. Произведение γxNx называется активностью компонента. Активность выражает кажущуюся концентрацию компонента в сплаве. Коэффициент активности у может быть больше и меньше единицы. Он отражает сложные явления в сплаве, связанные с взаимодействием атомов. В совершенном растворе γ=1, и активность совпадает с концентрацией, выраженной в атомных долях или атомных процентах.