Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра

Методом лежащей капли в вакууме 2•10⁻³ Па и на воздухе при температуре 550 °С изучено смачивание жидким AgCl веществ с различным типом химической связи (ионных — Al₂O₃, SiO₂, CaF₂, ковалентных — графит и алмаз и металлических — Ag, Cu, Pt, Ni, Al). В случае ионных соединений наблюдается смачивание ж...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автори:	Красовский, В.П., Красовская, Н.А., Найдич, Ю.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України 2017
Назва видання:	Адгезия расплавов и пайка материалов
Теми:	Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/160545
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра / В.П. Красовский, Н.А. Красовская, Ю.В. Найдич // Адгезия расплавов и пайка материалов. — 2017. — Вып. 50. — С. 38-43. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-160545
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1605452019-11-09T01:25:38Z Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра Красовский, В.П. Красовская, Н.А. Найдич, Ю.В. Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия Методом лежащей капли в вакууме 2•10⁻³ Па и на воздухе при температуре 550 °С изучено смачивание жидким AgCl веществ с различным типом химической связи (ионных — Al₂O₃, SiO₂, CaF₂, ковалентных — графит и алмаз и металлических — Ag, Cu, Pt, Ni, Al). В случае ионных соединений наблюдается смачивание жидким хлоридом серебра — углы смачивания θ составляют 5––46°, ковалентные вещества не смачиваются хлоридом — углы превышают 90°, при смачивании металлов углы смачивания близки к 0°, исключением является лишь медь при смачивании на воздухе (θ = 31°) и алюминий (θ = 10°). Методом лежачої краплі у вакуумі 2•10⁻³ Па і на повітрі за температури 550 °С вивчено змочування рідким AgCl речовин з різним типом хімічного зв’язку (іонних — Al₂O₃, SiO₂, CaF₂, ковалентних — графіт і алмаз і металевих — Ag, Cu, Pt, Ni, Al). У випадку іонних з’єднань спостерігається змочування рідким хлоридом срібла — кути змочування θ складають 5––46°, ковалентні речовини не змочуються хлоридом — кути перевищують 90°, в процесі змочування металів θ близькі до 0°, виключенням є мідь при змочуванні на повітрі (θ = 31°) і алюміній (θ = 10°). The sessile drop method in vacuum 2•10⁻³ Pа and on air at temperature 550 °C investigates wetting substances with various type of chemical connection (ionic — Al₂O₃, SiO₂, CaF₂, covalent — graphite and diamond and metal — Ag, Cu, Pt, Ni, Al) liquid AgCl. In case of wetting the ionic compounds by liquid silver chloride the wetting angles θ are equal 5––46°, covalent substances are non-wetting by AgCl — angles exceed substances 90°, at wetting of metals the wetting angles are close to 0°, exception is only copper at wetting on air (θ = 31°) and aluminium (θ = 10°). 2017 Article Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра / В.П. Красовский, Н.А. Красовская, Ю.В. Найдич // Адгезия расплавов и пайка материалов. — 2017. — Вып. 50. — С. 38-43. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 0136-1732 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/160545 532.696.1:661.8:669.177.035.45:549.452 ru Адгезия расплавов и пайка материалов Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия
spellingShingle	Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия Красовский, В.П. Красовская, Н.А. Найдич, Ю.В. Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра Адгезия расплавов и пайка материалов
description	Методом лежащей капли в вакууме 2•10⁻³ Па и на воздухе при температуре 550 °С изучено смачивание жидким AgCl веществ с различным типом химической связи (ионных — Al₂O₃, SiO₂, CaF₂, ковалентных — графит и алмаз и металлических — Ag, Cu, Pt, Ni, Al). В случае ионных соединений наблюдается смачивание жидким хлоридом серебра — углы смачивания θ составляют 5––46°, ковалентные вещества не смачиваются хлоридом — углы превышают 90°, при смачивании металлов углы смачивания близки к 0°, исключением является лишь медь при смачивании на воздухе (θ = 31°) и алюминий (θ = 10°).
format	Article
author	Красовский, В.П. Красовская, Н.А. Найдич, Ю.В.
author_facet	Красовский, В.П. Красовская, Н.А. Найдич, Ю.В.
author_sort	Красовский, В.П.
title	Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра
title_short	Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра
title_full	Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра
title_fullStr	Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра
title_full_unstemmed	Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра
title_sort	смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра
publisher	Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/160545
citation_txt	Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра / В.П. Красовский, Н.А. Красовская, Ю.В. Найдич // Адгезия расплавов и пайка материалов. — 2017. — Вып. 50. — С. 38-43. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series	Адгезия расплавов и пайка материалов
work_keys_str_mv	AT krasovskijvp smačivanierazličnyhmaterialovrasplavamihloridaserebra AT krasovskaâna smačivanierazličnyhmaterialovrasplavamihloridaserebra AT najdičûv smačivanierazličnyhmaterialovrasplavamihloridaserebra
first_indexed	2025-07-14T13:09:08Z
last_indexed	2025-07-14T13:09:08Z
_version_	1837627918399832064
fulltext	ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2017. Вып. 50 38 УДК 532.696.1:661.8:669.177.035.45:549.452 В. П. Красовский, Н. А. Красовская, Ю. В. Найдич* СМАЧИВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ РАСПЛАВАМИ ХЛОРИДА СЕРЕБРА Методом лежащей капли в вакууме 2·10-3 Па и на воздухе при температуре 550 °С изучено смачивание жидким AgCl веществ с различным типом химической связи (ионных — Al2O3, SiO2, CaF2, ковалентных — графит и алмаз и металлических — Ag, Cu, Pt, Ni, Al). В случае ионных соединений наблюдается смачивание жидким хлоридом серебра — углы смачивания θ составляют 5––46°, ковалентные вещества не смачиваются хлоридом — углы превышают 90°, при смачивании металлов углы смачивания близки к 0°, исключением является лишь медь при смачивании на воздухе (θ = 31°) и алюминий (θ = 10°). Ключевые слова: смачивание, жидкий хлорид серебра, ионные соединения, графит и алмаз, металлы. Введение Хлорид серебра (AgCl) — белое или бесцветное термодинамически стабильное вещество (∆Ho 298 = −127 кДж/моль, ∆Go 298 = −110 кДж/моль [1]), имеющее температуру плавления 455 °С и кипения 1550 °С [2], плавящееся и кипящее без разложения. Поверхностное натяжение при 500 и 600 °С составляет 176 и 171 мДж/м2 соответственно, а давление насыщенного пара при 780 °С — 10 Па [2]. В расплавленном состоянии AgCl жёлто-коричневого цвета, застывая, расплав образует полупрозрачную массу, называемую ”роговое серебро“ [3]. Хлорид серебра имеет следующий элементный состав (% (ат.)): Ag (75,26), Cl (24,74). Атом серебра в молекуле находится в состоянии sp3d2- гибридизации. Энергия разрыва связи в соединении Есв = 313 кДж/моль, длина связи Ag—Cl — 0,228 нм [4]. Кристаллы AgCl принадлежат кубической сингонии, структура типа NaCl, пространственная группа Fm3m, параметры элементарной ячейки a = 0,5549 нм, Z = 4. Центральный атом образует с соседями октаэдр, координационное число — 6 [5]. Хлорид серебра находит широкое применение в промышленности благодаря повышенной чувствительности к свету, как светочувствительный компонент фотографических эмульсий различных фотографических материалов. Соединение используется для производства хлорсеребряноцинковых батарей как компонент электродов химических источников тока на основе систем Ag—AgCl—Cl−, а также в качестве покрытия электрода чистого серебра для снятия биоэлектрических потенциалов человеческого тела:: ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ [6]. Хлорид серебра входит в состав веществ, из которых изготавливают * В. П. Красовский –– доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Института проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, Киев; Н. А. Красовская –– научный сотрудник, там же; Ю. В. Найдич — академик НАН Украины, доктор технических наук, профессор, зав. отделом, там же. © В. П. Красовский, Н. А. Красовская, Ю. В. Найдич, 2017 ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2017. Вып. 50 39 электропроводящие линзы для спектрометров. Кристаллические материалы с добавками этого соединения используются для производства неорганических кристаллических сцинтилляторов, чувствительных к пучкам рентгеновского и электронного излучения, которые применяются для визуализации излучений в системах радиационного мониторинга и томографии, включающих фотоприемные устройства, чувствительные в красном диапазоне спектра [7]. Ионно-ковалентные кристаллы галогенидов серебра в силу своих уникальных свойств заняли особое место в разработках широкого спектра элементов оптических систем –– для создания на их основе ячеек памяти с оптическим способом считывания информации [8], в качестве элементов пассивных лазерных сред [9]. Легированный ионами редкоземельных элементов AgCl является перспективным для создания нового поколения активных лазерных сред [10, 11], в том числе легированный DyCl3 [12]. Широкое распространение для пайки на воздухе различных материалов находят флюсы на основе галогенидов металлов. Так, для реактивно-флюсовой пайки изделий из титана используются флюсы, в состав которых входит хлорид серебра. Химическая реакция имеет следующий вид: Ti + 4AgCl = TiCl4 + 4Ag. Четыреххлористый титан, образующийся по этой реакции при температуре пайки, является газообразным веществом и улетучивается с контактной границы. Восстановленное серебро покрывает поверхность паяемого титана и это способствует пайке обычным способом [13]. Одним из наиболее важных свойств флюса является его смачивающая способность поверхности и адгезия жидкого флюса к паяемому материалу. Представляет интерес исследовать смачивание жидким хлоридом серебра поверхности материалов различной физико-химической природы — металлов и неметаллов (ионные и ковалентные соединения). Материалы и методы исследования Исследования смачивания проводили методом лежащей капли в вакууме 2⋅10-3 Па и на воздухе при температуре 550 °С и времени выдержки 5 мин. Углы смачивания измеряли по холодной капле после смачивания на воздухе. Нагрев осуществляли в вакуумной установке [14] и муфельной печи типа СНОЛ 1.6.5.1/19-И3. В качестве жидкой фазы использовали порошок хлорида серебра высокой чистоты, который получали по методике, описанной в работе [15]. Высококачественный исходный AgCl синтезировали комплексным методом, включающим: • очистку исходного азотнокислого серебра на органических сорбентах; • зонную плавку азотнокислого серебра; • получение галогенидов серебра осаждением из раствора AgNO3 соответствующим галоидводородом; • термообработку галогенидов серебра в атмосфере галоидагентов. Для смачивания и технологических процессов использованы следующие подложки: Al2O3-керамика и монокристаллы, SiO2 (кварцевое ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2017. Вып. 50 40 стекло КВ с содержанием 99,95% SiO2), монокристаллический CaF2, графит МПГ-6 и алмаз, а также твердые металлы Ag, Pt (чистота 99,999%), алюминий марки А-995, электролитический никель и медь марки В3 (чистотой 99,995%). Керамику полировали алмазным порошком зернистостью меньше 0,1 мкм, металлические подложки и графит — наждачной бумагой различной зернистости. Средняя шероховатость поверхности Ra была меньше 0,02 мкм для Al2O3, SiO2, CaF2. Перед исследованиями оксиды, фторид, алмаз и металлы очищали с помощью ацетона и спирта. Неметаллы отжигали в вакууме при температуре 1000 °С. Результаты исследований и их обсуждение Результаты исследования смачивания хлоридом серебра различных металлических и неметаллических материалов на воздухе и в вакууме при температуре 550 °С и времени выдержки 5 мин представлены в таблице. Смачиваемые материалы по типу химической связи можно разделить на три группы: ионно-ковалентные соединения с преобладающим типом ионной химической связи (оксиды Al2O3 и SiO2, а также фторид CaF2), ковалентные вещества (графит и алмаз), а также металлы (Ag, Pt, Al, Cu, Ni) с металлическим типом химической связи. В случае ионных соединений наблюдается смачивание жидким хлоридом серебра — углы смачивания θ составляют 5––46°, ковалентные вещества не смачиваются хлоридом — углы превышают 90°, при смачивании металлов углы смачивания близки к 0°, исключением является лишь медь при смачи- вании на воздухе (θ = 31°) и алюминий (θ = 10°). Это можно, по-видимому, объяснить окислением поверхности подложек. Результаты смачивания различных материалов жидким AgCl при температуре 550 °°°°С и времени выдержки 5 мин Wetting results of various materials by liquid of AgCl at temperature 550 °°°°С and time of 5 min Воздух Вакуум Материал Угол смачивания, град Al 2O3 лейкосапфир 18 ~6 Al 2O3 алунд 8 ~5 SiO2 46 ~32 CaF2 – ~36 Графит МПГ-6 – ~134 Алмаз – ~140 Ag ~0 ~0 Pt ~0 ~0 Al ~10 ~0 Cu 31 ~0 Ni ~0 ~0 ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2017. Вып. 50 41 1 2 1 2 1 а б в 1 1 2 2 2 г д е Фото подложек из кварца (а), алунда (б), графита МПГ-6 (в), меди (г), никеля (д), серебра (е) после смачивания жидким AgCl в вакууме (1) и на воздухе (2) при 550 °С и выдержке 5 мин The photo of substrates from quartz (а), alund (б), graphite МПГ-6 (в), copper (г), nickel (д), silver (е) after wetting by liquid AgCl in vacuum (1) and on air (2) at 550 °С and time of 5 min На рисунке показаны фото подложек, которые смачивали жидким AgCl. При смачивании оксидных веществ на воздухе хлорид серебра приобретает желто-коричневый цвет, в вакууме окрас остается ближе к исходному. Смачивание в этом случае обеспечивается образованием сложных кислородхлоридных комплексов серебра. Особый интерес вызывает процесс смачивания металлов в зависимости от взаимодействия серебра с соответствующим металлом. Диаграммы состояния: Cu––Ag имеет эвтектический характер, Pt––Ag — образуются твердые растворы, Ni––Ag — две несмешивающиеся жидкости и возможна плохая растворимость [16]. В системе подложка Cu––жидкий AgCl в вакууме происходит полное смачивание, по-видимому, с образованием эвтектического сплава, в случае подложки никеля на его поверхности на воздухе образуются кристаллы оксида никеля, системы с подложками серебра и платины аналогичны системе Cu––AgCl. Выводы Впервые исследовано смачивание оксидов алюминия и кремния, фторида кальция, графита, алмаза и металлов Ag, Cu, Ni, Pt, Al расплавом AgCl на воздухе и в вакууме при температуре 550 °С. Хлорид серебра не смачивает ковалентные соединения (θ > 90°), металлы смачиваются с углом, близ- ким к 0°, исключением является лишь медь при смачивании на воздухе (θ = 31°) и алюминий (θ = 10°), угол смачивания ионных соединений колеблется в пределах 5––46°. ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2017. Вып. 50 42 РЕЗЮМЕ. Методом лежачої краплі у вакуумі 2·10-3 Па і на повітрі за температури 550 °С вивчено змочування рідким AgCl речовин з різним типом хімічного зв’язку (іонних — Al2O3, SiO2, CaF2, ковалентних — графіт і алмаз і металевих — Ag, Cu, Pt, Ni, Al). У випадку іонних з’єднань спостерігається змочування рідким хлоридом срібла — кути змочування θ складають 5––46°, ковалентні речовини не змочуються хлоридом — кути перевищують 90°, в процесі змочування металів θ близькі до 0°, виключенням є мідь при змочуванні на повітрі (θ = 31°) і алюміній (θ = 10°). Ключові слова: змочування, рідкий хлорид срібла, іонні з'єднання, графіт і алмаз, метали. 1. Лидин Р. А. Константы неорганических веществ: (Справ.) Ч. IV. Глава 1. Энтальпия образования, энтропия и энергия Гиббса образования веществ / Р. А. Лидин, Л. Л. Андреева, В. А. Молочко. — М. : Дрофа, 2006. — 685 с. 2. Рабинович В. А. Краткий химический справочник / В. А. Рабинович, З. Я. Хавин. –– М. : Химия, 1978. –– 392 с. 3. Карапетьянц М. Х. Общая и неорганическая химия: Учебное пособие для вузов / С. И. Дракин, М. Х. Карапетьянц. — М. : Химия, 1981. — 591 с. 4. Лидин Р. А. Константы неорганических веществ: (Справ.) Ч. III. Глава 5. Энергия и длина связи для двухатомных частиц / Р. А. Лидин, Л. Л. Андреева, В. А. Молочко. — М. : Дрофа, 2006. — 685 с. 5. Серебра галогениды: (Химическая энциклопедия) / Глав. ред. И. Л. Кнунянц. — М. : Сов. энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 635—636. 6. Кромвелл Л. Медицинская электронная аппаратура для здравоохранения. –– М. : Радио и связь, 1981. –– 343 с. 7. Шульгин Б. В. Новые детекторные материалы и устройства / Б. В. Шульгин, А. Н. Черепанов, Д. Б. Шульгин. –– М. : Физматлит, 2017. –– 358 с. 8. Востриков Ю. В. Влияние примеси йода на релаксацию фотовозбужденного хлорида серебра / Ю. В. Востриков, В. Г. Клюев // Физика и техника полупроводников. –– 2008. –– 42, № 3. –– С. 277––281. 9. Личкова Н. В. Одномодовый микроструктурированный световод для среднего ИК диапазона с большой площадью поля моды / [Н. В. Личкова, В. Н. Загороднев, Л. Н. Бутвина и др.] // Квант. электроника. –– 2009. –– 39, № 3. –– С. 283––287. 10. Nagli L. Middle–infrared luminescence of praseodymium ions in silver halide crystals and fibers / L. Nagli, O. Gayer, A. Katzir // Opt. Lett. –– 2005. –– 30, No. 14. –– P. 1831––1833. 11. Shafir I. Raman spectroscopy of rare earth doped silver halide crystals / I. Shafir, L. Nagli, A. Katzir // Appl. Phys. Lett. –– 2009. –– 94, No. 23. –– P. 1907––1910. ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2017. Вып. 50 43 12. Новиков Г. Ф. Фотоэлектрические и люминесцентные свойства хлорида серебра, легированного диспрозием / [Г. Ф. Новиков, Е. В. Рабенок, К. В. Бочаров и др.] // Физика и техника полупроводников. –– 2011. –– 45, № 2. –– С. 166––172. 13. Энциклопедия по машиностроению XXL: [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.mash-xxl.info 14. Чувашов Ю. Н. Методика измерения и комбинированная вакуумная аппаратура для определения капиллярных свойств металлических расплавов способом веса пластинки и формы мениска / Ю. Н. Чувашов, В. С. Журавлев, Ю. В. Найдич // Адгезия расплавов и пайка материалов. –– 1978. –– Вып. 3. –– С. 48––54. 15. Личкова Н. В. О получении моногалогенидов серебра и меди особой чистоты / Н. В. Личкова, В. Н. Загороднев // Высокочистые вещества. — 1991. –– № 3. –– С. 19––38. 16. Хансен М. Структуры двойных сплавов. Т. 1, 2 / М. Хансен, К. Андерко. –– М. : Металлургиздат, 1962. –– 1488 с. Поступила 11.10.17 Krasovskyy V. P., Krasovskaya N. A., Naidich Yu.V. Wetting of various materials by melts of silver chloride The sessile drop method in vacuum 2·10-3 Pа and on air at temperature 550 °C investigates wetting substances with various type of chemical connection (ionic — Al 2O3, SiO2, CaF2, covalent — graphite and diamond and metal — Ag, Cu, Pt, Ni, Al) liquid AgCl. In case of wetting the ionic compounds by liquid silver chloride the wetting angles θ are equal 5––46°, covalent substances are non-wetting by AgCl — angles exceed substances 90°, at wetting of metals the wetting angles are close to 0°, exception is only copper at wetting on air (θ = 31°) and aluminium (θ = 10°). Keywords: wetting, liquid silver chloride, ionic compounds, graphite and diamond, metals.

Смачивание различных материалов расплавами хлорида серебра

Репозитарії

Схожі ресурси