Interactiunea topiturilor metalice cu gazele

label Cursuri autorenew 2025-09-29, 16:58 history_edu radu toma
La topire si turnare majoritatea metalelor si aliajelor neferoase interactioneaza cu gaze ca: hidrogenul, oxigenul, azotul, vaporii de apa, oxidul de carbon, bioxidul de carbon, hidrocarburile etc. intre metale si gaze se formeaza solutii, combinatii chimice si amestecuri mecanice. Dizolvarea gazelor in metale si formarea compusilor sunt etape finale ale procesului de interactiune a metalelor cu gazele. Formarea compusilor chimici are loc dupa dizolvarea unei anumite cantitati de gaze in metale.

Absorbtia gazelor (H2 , N2) este controlata de una din etapele:
- difuzia gazului la suprafata topiturii;
- reactia chimica cu suprafata;
- difuzia in baia metalica.
Desorbtia gazelor se produce tot in 3 etape in ordine inversa absorbtiei acestora. Dizolvarea gazelor in metale solide si lichide este conditionata direct de procesele de adsorbtie si difuzie.



1.1. Adsorbtia gazelor
Procesul de atractie a moleculelor de gaze la suprafata elementelor solide sau lichide se numeste adsorbtie. Atractia moleculelor de gaze este conditionata de prezenta la suprafata elementelor a campurilor de forte moleculare. Adsorbtia este de doua tipuri: fizica si chimica activata (chemosorbtie). Adsorbtia fizica consta in atractia moleculelor de gaze la temperaturi joase, sub actiunea fortelor Van der Waals.

Conform teoriei lui Langmuir, grosimea stratului de gaz adsorbit este aproximativ egala cu diametrul moleculei de gaz, iar cantitatea de gaz adsorbit depinde de starea si marimea suprafetei de adsorbtie si de presiunea partiala a gazului. Odata cu cresterea presiunii, cantitatea de gaz adsorbit se mareste, tinzand catre o valoare corespunzatoare stratului monomolecular saturat. Adsorbtia fizica are loc numai la temperaturi sub 0oC; pe masura cresterii temperaturii cantitatea de gaz adsorbit se mareste brusc. Caracteristicile de baza ale adsorbtiei fizice sunt: reversibilitatea totala a procesului, viteza mare de desfasurare, caldura mica de adsorbtie (4...9 kJ/mol) si independenta procesului de proprietatile gazului.

Adsorbtia fizica nu are o influenta importanta asupra saturarii cu gaze a topiturii la elaborarea si turnarea aliajelor. Saturarea cu gaze a baii metalice poate avea loc numai la incarcarea materialelor reci; in aceste conditii gazul adsorbit poate interactiona cu topitura.