Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі Қарағанды мемлекеттік  техникалық университеті Бекітемін Бірінші проректор _________________ Исағұлов А.З.                                                          «____» _________ 2014 ж.           ОҚЫТУШЫ ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ      «Қорғаныс қаптамалар және қиын балқитын эмальдар» пәні бойынша 050710   —  «Материалтану және жаңа материалдар технологиясы» мамандығының студенттері үшін   Машинажасау факультеті           ҚӨМТ және КМ кафедрасы 2014 ж.

Алғы сөз Оқытушы пәнінің оқу-әдістемелік кешенін әзірлеген: проф.  Т.ғ.к. Шарая О.А., оқытушы Есиркепова А.Б.         ҚӨМТ және КМ кафедра отырысында талқыланған   №   _______ хаттама  «____»______________200___ ж.   Кафедра меңгерушісі _Күзембаев С.Б._ «____»____________200___ ж.       Машина жасау факультеттің оқу-әдістемелік бюросымен мақұлданған   № ________ хаттама  «_____»_____________200___ ж.   Төрағасы _Құспекова Ш.А._ «____»____________ 200___ ж.

1 Оқу жұмыс бағдарламасы

1.1 Оқытушы туралы мәліметтер және байланыстық ақпарат

 

ҚӨМТ және КМ кафедрасының т.ғ.к.,  кафедра меңг. Шарая Ольга Александровна,

ҚӨМТ және КМ кафедрасының магистрі, оқытушы Есиркепова Айым Бакытбековна

 

ҚӨМТ және КМ  кафедрасы ҚарМТУ бас  корпусыныда (Б. Гүлзары 56),  313 аудиторияда орналасқан, байланыс телефоны 8(3212)565935 қос.124,

электрондық адресі  mepikm@mail.ru

 

1.2 Пәннің еңбек сыйымдылығы

 

Семестр	Кредиттер саны	Сабақтардың түрі					СӨЖ сағат-тары-ның саны	Жалпы сағаттар саны	Бақылау түрі
		байланыс сағаттарының саны			ОСӨЖ сағатта-рының саны	сағат-тардың барлы-ғы
		дәрістер	практика-лық сабақтар	зертханалық сабақтар
7	2	15	15	—	30	60	30	90	Емтихан

 

1.3 Пәннің сипаттамасы

 

«Қорғаныс қаптамалар және қиын балқитын эмальдар»  материалтанушы-мамандарды дайындау үшін қажетті кәсіптік пән болып табылады. Қорғаушы және сәндік жабындарды жүргізудің негізгі әдістерін білу жабындарды жүргізудің тиімділігі жоғары технологиялық  процестерді түсіну мен жетілдіру қабілеттерін қалыптастыру үшін  дипломданған мамандарға қажет.

 

1.4 Пәннің мақсаты

Берілген пәннің мақсаты  қорғаушы-сәндік жабындардың барлық түрлерін жүргізудің теориясы мен тәжірибесінің жалпы сұрақтарын зерделеу болып табылады.

 

1.5 Пәннің міндеттері

Пәннің міндеттері келесідей:

— студенттерді жабын  материалын, оның қалыңдығын, құрылысын, фазалық және құрылымдық күйлерін таңдау бойынша міндеттерді шешуді үйрету;

— технологиялық процестің экономикалық тиімділігін, қауіпсіздік техникасының және экологиялық қолайлығын есепке алумен жабындардың жоғары сапасын, сенімділігін және  ұзақ тұрақтылығын қамтамасыз етуші жабындарды жүргізу әдістері туралы білім беру.

 

Берілген пәнді зерделеу нәтижесінде студенттердің:

 

— ішкі, сол сияқты сыртқы жабындарды жүргізудің барлық әдістерін жіктеу туралы  түсінікке ие болуға;

— сапалық көрсеткіштерді бағалау әдістерін істей білуге;

— қатты дене бетінің физика-химиялық қасиеттерін білуге;

— жабын жүргізу үшін  материалдардың физика-химиялық қасиеттерін, практикалық дағдыларды меңгеруге.

 

Білуі керек:

 

негізгі ортақ параметрлер  мен заңдылықтарды:

— тозаңдатумен газды-термиялық жабын жүргізуді;

— жабынды вакуумды конденсациялық жүргізуді;

— балқыған күйден жабын жүргізе;

 

істей алуы керек:

— бұйымның құрылыстық ерекшеліктерін талдауды және оларды пайдалану жағдайларын;

— жабын жүргізу технологиялық процесс режимінің оңтайлы параметрлерін жасауды;

— жабын жүргізу әдісін таңдауды.

 

Тәжірибелік дағдыларға ие болуы керек:

— материалтанушы міндеттерді шешудің әдістерінің есебі

 

1.6 Айрықша деректемелер

Берілген пәнді зерделеу үшін келесі пәндерді (бөлімдерді (тақырыптарды) көрсету арқылы) меңгеру қажет:

 

 

1.7 Тұрақты деректемелер

 

«Қорғаныс қаптамалар және қиын балқитын эмальдар»  пәнін зерделеу кезінде алынған білімдер,  келесі пәндерді меңгеру кезінде пайдаланылады:

1.Физикалық материалтану.

2.материалдарды зерттеудің қазіргі заманғы әдістері.

 

1.8 Пәннің мазмұны

 

1.8.1 Сабақтардың түрлері бойынша пәннің мазмұны және олардың еңбек сыйымдылығы

 

 

0.11 Негізгі әдебиеттер тізімі

 

1. Бобров Г.В., Ильин А.А. Нанесение неорганических покрытий М.: «СП Интермет Инжиниринг», 2004, 624с.
2. Хокинг М., Васантасри В., Сидки П. Металлические и керамические покрытия М.: Мир, 2000, 518с.
3.  Логанина В.И., Орентлихер Л.П. Стойкость защитно-декоративных покрытий наружных стен зданий М.: Изд-во АСВ, 2000, 104с.
4.  Логанина В.И., Орентлихер Л.П. Качество отделки строительных изделий и  конструкций красочными составами М.: Изд-во АСВ, 2002, 143с.

 

1.10 Қосымша әдебиеттер тізімі

 

5. Шарая О.А. Декоративные и защитные покрытия.- Караганда, КарГТУ, 2008

6. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление/ Пер. с яп. В.Н. Попова; Под ред. В.С.Степина,Н.Г.Шестеркина.- М.: Машиностроение, 1985.

7. Поляк М.С. Технология упрочнения. В 2-х т.- М.: «Л.В.М. – СКРИПТ», «Машиностроение», 1995

 

1.11 Студенттердің білімдерін бағалау критерийлері

Пән бойынша емтихан бағасы аралық бақылау (60% дейін) және қорытынды аттестаттау (емтихан) (40% дейін) бойынша үлгерімнің ең жоғары көрсеткіштерінің сомасы ретінде анықталады және кестеге сәйкес  100% дейін мәнді құрайды.

 

 

«А» (өте жақсы) деген баға, студент семестр барысында пәннің барлық бағдарламалық сұрақтары бойынша өте жақсы білім көрсеткен, сонымен қатар, өздік жұмыс тақырыптары бойынша жиі аралық білімін тапсырған, оқылатын пән бойынша негізгі бағдарлама бойынша теориялық және қолданбалы сұрақтарды оқуда дербестік көрсете білген  жағдайда қойылады.

«А-» (өте жақсы) деген баға негізгі заңдар мен процестерді, ұғымдарды, пәннің теориялық сұрақтарын жалпылауға қабілетін өте жақсы меңгеруін, аудиториялық және дербес жұмыс бойынша аралық тапсырмалардың жиі тапсырылуын болжайды.

«В+» (жақсы) деген баға, студент пәннің сұрақтары бойынша жақсы және өте жақсы білімдер көрсеткен, семестрлік тапсырмаларды көбінесе «өте жақсы» және кейбіреулерін «жақсы» бағаларға тапсырған жағдайда қойылады.

«В» (жақсы) деген баға, студент, пәннің нақты тақырыбының негізгі мазмұнын ашатын сұрақтары бойынша жақсы және өте жақсы білімдер көрсеткен, семестрлік тапсырмаларды уақытында «өте жақсы» және «жақсы» бағаларға тапсырған жағдайда қойылады.

«В-» (жақсы) деген баға студентке, егер ол аудиториялық қалай болса, дәл солай СӨЖ тақырыптары бойынша пәннің теориялық және қолданбалы сұрақтарына жақсы бағытталады, бірақ семестрде аралық тапсырмаларды жиі тапсыратын және пән бойынша семестрлік тапсырмаларды қайта тапсыру мүмкіндігіне ие болған жағдайда қойылады.

«С+» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол аудиториялық сабақтардың және СӨЖ барлық түрлері бойынша зейінділік сипаттағы сұрақтарға ие, пәннің жеке модульдарының мазмұнын аша білген, семестрлік тапсырмаларды «жақсы» және «қанағаттанарлық» бағаға тапсырған жағдайда қойылады.

«С» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол  аудиториялық сабақтардың және СӨЖ барлық түрлері бойынша зейінділік сипаттағы сұрақтарға ие, пәннің жеке модульдарының мазмұнын аша білген, семестрлік тапсырмаларды «қанағаттанарлық» бағаға тапсырған жағдайда қойылады.

«С-» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол аудиториялық сабақтардың және СӨЖ барлық түрлері бойынша жалпы мағлұматтандырылған және нақты тақырыптың шеңберінде ғана жеке заңдылықтар мен олардың ұғымын түсіндіре алатын жағдайда қойылады.

«D+» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол аудиториялық сабақтардың және СӨЖ барлық түрлері бойынша семестрлік тапсырмаларды уақытында тапсырмаған және нақты тақырыптың шеңберінде ғана жеке заңдылықтар мен олардың ұғымын түсіндіре алатын жағдайда қойылады.

«D» (қанағаттанарлық) деген баға студентке, егер ол семестрлік тапсырмаларды уақытында тапсырмаған және аудиториялық сабақтар мен СӨЖ бойынша білімі төмен, сондай-ақ, сабақтар босатқан жағдайда қойылады.

«F» (қанағаттанарлықсыз) деген баға студент, СӨЖ және сабақтардың түрлері бойынша теориялық және практикалық білімнің төмен деңгейіне де ие емес, сабақтарға жиі қатыспайтын және уақытында семестрлік тапсырмаларды тапсырмайтын жағдайда қойылады.

«Z» (қанағаттанарлықсыз) деген баға студент,  СӨЖ және сабақтардың түрлері бойынша теориялық және практикалық білімнің төмен деңгейіне де ие емес, сабақтардың жартысынан көп қалатын және семестрлік тапсырмаларды ұсынбаған жағдайда қойылады.

Аралық бақылау оқытудың 7-ші, 14-шы  апталарында жүргізіледі және бақылаудың келесі түрлерінен шыға отырып, ұйымдастырылады:

 

 

 

1.12 Саясаты және процедуралары

«Қорғаныс қаптамалар және қиын балқитын эмальдар» пәнін зерделеу кезінде келесі ережелерді сақтауды сұраймын:

1. Сабаққа кешікпеу.

2. Сабақты орынды себепсіз босатпау, ауырған жағдайда – анықтаманы, басқа жағдайларда түсіндірме хатты ұсынуды сұраймын.

3. Оқу процесіне белсенді қатысу.

4. Курстастармен және оқытушылармен шыдамды, ашық, қалтқысыз және тілектес болу.

 

1.13 Пәннің оқу-әдістемелік қамтамасыз етілгендігі

 

Автордың аты-жөні	Оқу-әдістемелік әдебиеттердің атауы	Баспасы, шыққан жылы	Даналар саны
			кітапханада	кафедрада
Негізгі әдебиеттер
Бобров Г.В., Ильин А.А.	Нанесение неорганических покрытий	М.: «СП Интермет Инжиниринг», 2004, 624с.	7
Хокинг М., ВасантасриВ., Сидки П.	Металлические и керамические покрытия	М.: Мир, 2000, 518с.	10
Логанина В.И.,Орент лихер Л.П.	Стойкость защитно-декоративных покрытий наружных стен зданий	М.: Изд-во АСВ, 2000, 104с.	10
Логанина В.И.,Орент лихер Л.П.	Качество отделки строительных изделий и  конструкций красочными составами	М.: Изд-во АСВ, 2002, 143с.	11

Шарая О.А.	Декоративные и защитные покрытия.	Караганда, КарГТУ, 2008	10	50
Хасуи А., Моригаки О.	Наплавка и напыление	М.: Машиностроение, 1985.	—	1
Поляк М.С.	Технология упрочнения.	М.: «Л.В.М. – СКРИПТ», «Машиностроение», 1995	—	2

 

2       Пән бойынша тапсырмаларды орындау және тапсыру кестесі

 

Бақылау түрі	Тапсырманың мақсаты және мазмұны	Ұсынылатын әдебиет	Орындалу ұзақтылығы	Бақылау түрі	Тапсыру мерзімі
1	2	3	4	5	6
Тест-сұрау	теориялық материалды білу	[ 1 ], [ 3 ], [ 4 ], лекциялар конспектісі	1 апта	Ағымдағы	2 апта
Реферат	Берілген материалды тереңдете зерделеу	[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], лекциялар конспектісі	2 апта	Ағымдағы	4 апта
Бақылау жұмысы	Жабындарды жүргізудің әртүрлі әдістерінің технология-лық ерекшеліктерін білу	[ 2 ], [ 3 ], [ 5 ], лекциялар конспектісі	2 біріккен сағаттар	Аралық	7 апта
Тест-сұрау	Жабын жүргізудің  технологиялық процестерін таңдау	[ 1 ], [ 2 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ],  лекциялар конспектісі	2 апта	Ағымдағы	9 апта
Реферат	Эмаль қабатын жүргізу	[ 1 ], [ 3 ], [ 4 ], лекциялар конспектісі	2 апта	Ағымдағы	12 апта
Бақылау жұмысы	Жабындардың жіктелуі. Ішкі және сыртқы жабындар	[ 1 ], [ 3 ], [ 4 ], лекциялар конспектісі	2 біріккен сағаттар	Аралық	14 апта
Емтихан	Пән материалының  меңгерілу деңгейін тексеру	Негізгі және қосымша әдебиеттің жалпы тізімі	2 біріккен сағаттар	Қоры тынды	Сессия кезеңін де

 

3 Дәрістердің қысқаша жазбасы

 

1-тақырып Кіріспе. Жабындардың жіктелуі. Ішкі және сыртқы жабындар. (2 сағат)

 

Дәрістер жоспары:

1. Кіріспе. Жабын жүргізудің технологиялық міндеттері.
2. Жабын сапасының негізгі көрсеткіштері.
3. жабындаро жіктелуі. Ішкі және сыртқы жабындар.
4. жабын жүргізу процесінің тиімділік көрсеткіштері.

 

Эмальдау («балқыту») – бұл жабынды балқығанкүйден алу тәсілі.

Ішкі және сол сияқты сыртқы жабын жүргізулер екі негізгі технологиялық міндеттерді шешуге мүмкіндік береді:

1. Пайдаланудың берілген шартын қамтамасыз етуші бұйымның алғашқы беттерінің  физика-химиялық қасиеттерінің бағытталған өзгерістерін.
2. пайдаланудың шартын бұзумен, бұйым өлшемі мен массасын қоса алғанда бұйым беттінің қасиеттерін қалпына келтіру.

Бәрінен жиі бұйымдарды өндіру  процесінде алынған алғашқы беттер  қасиеттерін өзгертеді. Бұл жағдайда беттік қабат матералының қасиеті алғашқы беттер қасиетінен біршама айырмашылығы болады. Басым көпшілік жағдайларда қайта жасалған беттің  химиялық және фазалық құрамы өзгертіледі, соның нәтижесінде талап етілетін  эксплуатациялық сипаттамадағы бұйымды алады (қаттылық, ыстыққа төзімділік, корозиялық төзімділік).

Бұйымдардың алғашқы беттерінің физика-химиялық қасиеттерінің өзгеруі ішкі сол сияқты сыртқы жабындарды жасаумен іске асырылуы мүмкін. Біріктірілген  нұсқаларда мүмкін.

Тәжірибеде біріктірілген жабындарда кездеседі. мысалға, сыртқы қабатта үзіктердің жоғары мөлшерімен ерекшеленетін жылудан қорғаушы жабындарды жүргізген кезде, ыстыққа төзімділік ішкі кеуексіз жабын есебінен қамтамасыз етіледі.

	Беттердің физика-химиялық қасиеттерінің  өзгерісі

 

 

Біріктірілген жабындар

Сыртқы жабындар

Ішкі жабындар (жаңартылған)

 

Беттердің физика-химиялық қасиеттері өзгерісінің схемалық берілісі.

L_н – бұйымның алғашқы өлшемі

d_м – ішкі қабаттың тереңдігі

d_пк – жабын қалыңдығы

s_а – жабынның адгезиялық беріктігі

s_к – жабынның когезиялық беріктігі

П – үзіктер (кеуектер)

О_кер – қалдық кернеу

 

Жабын сапасының негізгі көрсеткіштері

1. Жабынның бұйымның негізгі материалымен айқасу беріктігі (адгезиялық беріктік s_а). тәжірибе жүзінде ылғида  максималды адгезиялық беріктікті алуға ұмтылады, бұл бұйымды пайдалану кезінде жабынның сенімділігін қамтамасыз етеді. Кіші адгезиялық беріктікте  жабынның қабатануы байқалады.
2. Жабынның материалының беріктігі (когезиялық беріктік s_к). Өте жоғары когезиялық беріктік, бұйым материалының когезиялық беріктік шамасы бойынша  жақын, ішкі жабындар үшін тән.
3. Жабындағы үзіктер саны (кеуектілік П). Кеуектілікті минималды жасауға ұмтылады. Үзіктердің болуы коррозиялық төзімділікті, ыстыққа төзімділікті және басқада эксплуатациялық параметрлерді төмендетеді. Кейде кеуектілік жағымды роль атқарады, мысалға, жылу оқшаулағыш жабындарда.
4. Қалдық кернеудің деңгейі. Жабында жоғары деңгейдегі кернеудің болуы қажетсіз, өйткені бұл  адгезиялық беріктікті төмендетуге, эксплуатация процесінде жабынның қабаттануына әкеледі, бұл жабынның жұмыс сенімділігін азайтады.

 

Жабындарды жіктеу

Белгілері бойынша жабындарды жіктеудің әртүрлі схемалары бар:

1. Жабын қалыптасу шарттары бойынша: қатты фазалы, сұйық фазалық, ұнтақтық және атомарлық.
2. Тағайындалуы бойынша: қорғаушы жабындар, конструкциялық жабындар мен қабыршақтар, технологиялық, сәндік, қалпына келтіруші және т.с.с.

Қорғаушы жабындар. Олардың негізгі тағайындалуы – қорғаушы  функциялар. корозияға төзімді, ыстыққа төзімді, тозуға төзімді жабындар көп таралған. Жылудан қорғаушы, электр оқшаулағыш және шағылыстырушы жабындар кең қолданылады.

Конструкциялық жабындар мен қабыршақтар бұйымдарда  конструктивтік  элементтер ролін орындайды. Аспаптар жасау, интегралды схемаларда, турбареактивті қозғалтқыштарда бұйым өндіру кезінде пайдаланылады.

Технологиялық жабындар бұйым өндіру кезінде  технологиялық  процестерді жеңілдету үшін арналған.

Сәндік жабындар тұрмыстық бұйымдарды, әшекей бұйымдарды өндіру кезінде,  аспаптардың эстетикалығын жоғарлату,  медициналық   техникада, протездеу.

Қалпына келтіруші жабындар бұйымның тозған беттерін қалпына келтіру кезінде пайдаланылады.

Оптикалық жабындар ауқымды материалдармен салыстырғанда  беттің геометриясының арқасында  шағылдырушы қабілетті азайтады.

 

Ішкі жабындар

Ішкі жабындар бетке әсер етудің әртүрлі әсерлерімен жасалады.

 

 

 

 

 

 

әсер етудің әртүрлі түрлерімен бетті жаңарту схемасы

әсер ету әдісіне байланысты келесі процестер өтеді:

— материалдың  түйіршікті құрылысының өзгеруі – искажение кристалдық торларының  бұрмалануы –оның параметрлері мен түрлеріні өзгеруі – кристалдық торларының  бұзылуы–химиялық құрамының өзгеруі және  жаңа фазаны синтездеу.

 

Сыртқы жабындар

Сыртқы жабындарды жүргізу алғашқы беттердің физика-химиялық қасиеттерін өзгерту бойынша міндеттерді шешіп қана қоймайды, сонымен бірге оларды пайдаланудан кейін қалпына келтіруге  мүмкіндік береді.

 

 

 

 

Жабын жүргізу  процесінің тиімділік көрсеткіші

1. жабын сапасы. Сапалық көрсеткіштері  жабынның адгезиялық және когезиялық беріктік, мөлшері мен үзіктердің таралуы, қалдық кернеулердің деңгейі бойынша пайдалану параметрлеріне сәйкес болуы тиіс.
2. жабын жүргізудің өнімділігін (Пр). технологиялық процестен және бұйым беттерінің геометриясы бойынша бірнеше өте ыңғайлы уақытша көрсеткіштерімен, сол сияқты жүргізілген  жабын массасы G_n, жабын ауданы S_n мен қалыңдығына d_пк байланысты бағаланады.

 

1. процестің энергия сыйымдылығы (Э_н). Жүргізілген жабынның  мөлшерлік көрсеткішіне жұмсалған энергиямен W_э анықталады,  мысалға, массаны

1. Материалды пайдалану  коэффициенті (К_м). Жабын жүргізу кезінде алғашқы материалдың бір бөлігі  жоғалады.

1. Еңбек және экология жағдайын жақсарту. Жабын жүргізу кезінде қауіпсіз еңбек жағдайы технологиялық процестің экономикалық көрсеткіштеріне үлкен әсер етеді.

 

Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2]

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары:

1. Бетке механикалық әсер ету.
2. Бетке термиялық әсер ету.
3. бетке термодиффузиялық әсер ету.
4. Бетке бөлшектер мен сәулеленудің жоғары энергетикалық ағындарының әсері.

 

2-тақырып. Жабын жүргізудің технологиялық процесін таңдау.    (2 сағат)

Дәрістер жоспары:

1. Бұйымның конструктивтік ерекшеліктері мен оларды пайдалану  жағдайларын талдау.
2. Жабын материалына және оның қалыңдығына қойылатын талаптар.
3. Кейінгі  жабын өңделуі.
4. Жабын жүргізудің технологиялық процесі режимінің оңтайлы параметрлері

 

Жабын жүргізудің технологиялық процесін таңдау

Жабын жүргізудің әдісін таңдау негізіне  жабын жүргізілген бұйымды өндірудің  технологиялық процесінің көптеген  факторлары салынған. Олардың ішінен ең маңыздылары: бұйымның кон­структивті  ерекшелігі; пайдалану шарты; жабын қасиеті мен оның қалыңдығына талап; жабын материалына қойылатын талап; бұйым материалының физика-химиялық қасиеттерінің әсері; жабын жүргізу процесінің энергия сыйымдылығы; жабын материлын пайдалану коэффициенті; бетті дайындауға қойылатын талаптар; жабында кейінгі өңдеудің қажеттілігі; өндіріс көлемі (бірлік және сериялық); экологиялық қолайлығы; еңбек жағдайы мен қауіпсізщдік техникасы.

Жабын жүргізу әдісін таңдаудың оңтайлы нұсқасы  минималды экономикалық шығындарда, экологиялық нормалар мен қолайлы және қауіпсіз еңбек жағдайын сақтаумен жабындардың пайдалану қасиетін қамтамасыз етуі тиіс.

 

Бұйымның конструктивтік  ерекшеліктері мен пайдалану жағдайын талдау

Бұйымның кқұрылысы  мен пайдалану жағдайы технологиялық процесті  таңдау мен жетілдіруде белгілі ролді атқарады.Бірінші кезекте бұйымның габариттері бағаланады.Күрделі пішіндегі  ірі габаритті бұйымға жабын жүргізу мүмкіндіктері шектеулі (қуатты зымыран тасығыштардың соплалық құрылысы немесе тур­бореактивті қозғалтқыштар; ұшатын аппара­ттардың сыртқы қаптамасы және көптеген басқалар).Бұл жағдайларда қатты фазалы жабындар, атомарлы және бірқатар басқалар болмайды.

Жабындарды жүргізудің ұнтақты газды-термиялық әдістер ұсынылады. Қол жетпейтін орындарға жабын жүргізу қиынырақ, мысалға бұйымдардағы цилиндрлік терең участіктердің ішкі беттерінде. Сонымен қатар бұйымдарда жұқа қабырғалы эле­менттердің болуын ескеру қажет. сондай-ақ ұсақ өлшемді бұйымдар олардың өзгешелігін (радиоэлектронды аппаратураның бұйымф, медициналық құүрал-сайман және т.б.) есепке алуды талап етеді. Бұл бұйым номенклатурасы үшін  ұнтақы қатты фазалық жабындардың жарамдылығы аз.

Жабын жүргізудің технологиялық процесін әзірлеу кезінде жабын материалын дұрыс таңдауды ғана емес, сонымен бірге оның сапасына, қалыңдығына талапты тұжырымдау   бұйымды  эксплуатациялау жағдайын талдауға ерекше көңіл бөлінеді. Мысалға,  бұйымдардың аг­рессивті орталарда жұмысы кезінде (гидравликалық турбинаның, соратпалар, ыдыстар мен т.б.) жабын үшін тиісті коррозияға төзімді материал таңдап алынады, төмен кеуектілік пен жеткілікті қалыңдық регламенттеледі. Бұданда  қатаң талаптар ыстыққа төзімді және жылуға төзімді жабындарды жүргізу кезінде қойылады.

Бұйымды пайдалану жағдайын талдай отырып, жабынның қызметіне  қолайсыз жағдай туғызатын температуралық асқынуларға көңіл аударған жөн. Демек, жабындарды жүргізу  технологиялары күрделенеді. Бұл жағдайда айқын бөліну шекаралары болмайтын ішкі жабындар таңдалады.

технологиялық процесті әзірлеу кезінде бұйым материалының қасиеттерін ескеру қажет. Мысалға, мыс және оның қорытпаларынан алынған бұйымның жоғары жылуөткізгіштігі газды термиялық жабындардың қалыптасуын қиындатады. термиялық кеңею коэффи­циентінің жоғарғы немесе төменгі мәндері бірқатар  жағдайларда бөліну шекарасында қалдық кернеудің рұқсат етілмеген деңгейін  себептестіреді. циклды  температуралық жүктемелерде  жабындар  сенімділігі мен олардың ұзақ тұрақтылығы елеулі төмендейді.

 

Жабын материалына және оның қалыңдығына қойылатын талаптар

Жабын материалы өзінің қасиеттері бойынша бұйымның  эксплуатациялық талаптарын қанағаттандыруы тиіс (тозуға төзімділігімен, коррозиялық төзімділікпен және т.б. ерекшеленуі), ол үшін бұйым материалымен қанағаттанарлық үйлесімділік тән болуы тиіс. Әдетте үйлесімділік бірқатар белгілер бойынша бағаланады:

1. Жабын материалы  негізгі  материалмен адгезиялы әсерлесуі тиіс. Бұл кезде бөліну шекарасында берік байланыстардың түзілуімен бірге атомдар арасындағы өзара әсерлесу процестері жүреді.

2. Жабын мен бұйымның негізгі материалының термиялық кеңею коэффициенттері  жақын мәндерге ие болуы тиіс (бұдан бұрын   термиялық кеңею  коэффициен­ттері мәндерінің айырмашылықтары жабындардағы қалдық кернеу шамасына кері әсері көрсетілген болатын). Әсіресе бұл маңызды, мысалға,  оксидті жабындарды жүргізу кезінде термиялық кеңею коэффициенттерінің мәндері күрт әртүрлі металл бұйым бетінде.

3. Жабын материалының бетімен өзара әсерлескен кезде мортсынғыш  фаза түзілмеуі тиіс, әсіресе тұтас қабыршақ түрінде. фазаның түзілуі жабынның қалыптасуы процесінде, сол сияқты бұйымды пайдалану кезінде жүруі мүмкін. Қосылыс түзілу реакциясының ынталандырушы па­раметрі  болып температуралық жағдай табылады, мысалға, болат бұйымдардың бетіне алюминийлік жабындарды  жүргізу кезінде бөліну шекарасында, күй диаграм­масына сәйкес, FеАlз, FeAI₂, FeAl  қосылыстар және т.б. түзуі мүмкін.

Жүргізілетін материалдың маңызды сипаттамасы — алғашқы физика-хи­миялық қасиеттерді елеулі шығынсыз жабынға өту қабілеті. Жабын ретінде арзан және тапшы емес материалдарды пайдалануға ұмтылады.

Жабын қалыңдығы негізінен бұйымды пайдалану жағдайына тәуелді болады. Тозған беттерді қалпына келтіру кезінде жабын қалыңдығы тозу шамасымен анықталады. Қалдық кернеулердің талдауы (әсіресе, сыртқы жабындарда) қабат қалыңдығының үлкеюімен олардың өсуін  көрсетеді, сйәкесінше адгезиялық беріктіктің төмендеуі жүреді.

қалыңдығының үлкеюімен жабынның толық немесе жартылай қабаттану, жеке жарықшақтардың немесе жарықшақтар торларының пайда болу мүмкіндігі өсе түседі.

Осылайша, технологиялық процесті  жетілдіру кезінде сыртқы сол сияқты ішкі жабындардың  ең аз қалыңдығына ұмтылу қажет.

Жабынды келесі өңдеу

Жабын жүргізілгеннен кейін жабынның физика-химиялық қасиеттері үнемі эксплуатациялық талаптарға қанағаттандыра бермейді, сондықтанда жабынды келесі  өңдеу қажет. Өңдеудің келесі түрлері таралуға ие болды: беріктендіруші; тығыздаушы; қалдық кернеуді түсіру үшін; механикалық – бетке талап етілетін тазалықты беру үшін; өлшемдік өңдеу.

 

Беріктендіруші өңдеу

Беріктендіруші өңдеужүргізілген жабындардың  адгезиялық және когезиялық беріктігін жоғарлату үшін және олардағы әртүрлі тұтас еместікті төмендету үшін арналған. әдетте бұл мақсаттар үшін  жоғары температуралық диффузиялық босаңдату пайдаланылады. Белсенді диф­фузиялық процестер жабынның  құрылымдық күйін елеулі өзгертеді. Ұнтақты бөлшектерден немесе атомарлы (иондалған) ағындардан қалыптасқан жабындардың көпшілігі, ішкі фаза аралық беттердің болуымен себептескен еркін энергияның үлкен молшылығынан тұрақсыз. Қыздыру кезінде диффузиялық процестердің жүруі нәтижесінде еркін энергия ∆F термодинамикалық заңмен сәйкес төмендейді:

∆F=∆H-T∆S

Бәлкім, жабын беті неғұрлым бос болса, соғұрлым қабат материалының қайта құрылу процесінің бастапқы қозғалу күші көп болады. Бұл процесті беттік кернеудің мәнін, беттің қисықтығын және қарастырылып отырған   элементтің ішіндегі қысымды есепке алумен қыздырылатын жүйенің капиллярлықтың классикалық термодинамикалық теңдеудің көмегімен талдап шығуға   болады. Тегіс емес бетпен бөлінген екі фазаның шекарасындағы ме­ханикалық тепе теңдік, Лаплас теңдеуімен бағаланады:

∆P=P₁ – P₂ ≠ 0

Бөлінген жердегі қисайған беттің болуы кезінде  бөліну шекарасында қарастырылатын фаза жағынан күш  немесе беттік (фаза аралық) ∆Р қысым  туындайды (Р₁ және Р₂ қысымдар айырмашылығы).

жоғары температуралық қыздыру кезінде қабат материалының қайта құрылу процесі  масса көшірумен байланысты. масса көшірудің келесі механизмдерін ажыратады: газды фаза арқылы зат көшіру; беттік немесе көлемдік диффузиямен көшіру; кристалдық денелердің сырғымалығы мен қайта кристалдандырушы процестер нәтижесінде.

Жабынды қыздыру кезінде еркін энергияның төмендеуі  сондай-ақ гетеродиффузия процестерінің жүруімен байланысты болуы мүмкін. диффузиялық  босаңдатудан кейін жабынның тепе теңдігі мен тұрақтылығы үшін жабын бетіне кейін қайта диффузиялық босаңдатумен механикалық әсер етуді қолданады.

Қозғалғыш пластикалық деформациялар (∆F) жүйенің еркін  энергиясының деңгейін жоғарлата отырып, біршама тұрақты, біркелкі құрылымды жабын алуға мүмкіндік береді.Мұндай беріктендіруші  технология жекелеп алғанда, турбореактивті авиациялық қозғалтқыштардың жұмысшы қалақтарына ыстыққа төзімді жабын жүргізген кезде қолданылады. Жоғары температуралы диффузиялық босаңдату жүргізілген жабындардың барлық сапалық көрсеткіштерін жоғарлдатады.  термодиффузиялық  қанығумен ішкі жабындарды жасау кезінде босаңдату диффузиялаушы элемент концентрациясының айтарлықтай баяу асқынуымен бөліну шекарасының түзілуіне көмектеседі, бұл  модифицикацияланған бетте қалдық кернеудің  біршама төмендеуіне әкеледі.

Беріктенудің ең үлкен тиімділігіне жүргізілген жабынды балқытқан кезде қол жетеді. Алайда, бұл процесс өзгеше және бетті жабынның балқыған материалымен белсенді ылғалданған болған кезде ғана мүмкін. Балқыту кезінде бейтарап немесе қалпына келтіруші орта немесе балқытылған материалды  қорғаудың басқа тәсілдері қажет. Бұл тәсіл сондай-ақ  жұқа жабындарды беріктендіру кезінде жарамдылығы аз.

                

Тығыздаушы өңдеу

Тығыздаушы өңдеу агрессивті орталарда (ыстыққа төзімді, коррозияға-төзімді) және қарқынды тозу жағдайларында пайдалануға арналған кеуекті жабындарды тығыздау үшін қолданылады. Өте жоғары кеуектілік, алда айтылып кеткендей, ұнтақтардан қалыптасатын жабындар үшін тән. Бұл  мақсат үшін технологиялық процестерде кең қолданылатын сіңдіруді сәтімен пайдаланады. Сіңдіру  орга­никалық, төменгі, орташа және жоғары температураларда бейорганикалық материалдармен іске асырылады. Сіңіру негізінде жатқан физика-химиялық процестерден  капиллярлы, гидростатикалық (қысым астында) және диффузиялықты ажыратады.

Капиллярлы сіңдіру  сұйық пен ұнтақты жабындармен бөліну шекарасында беттік кернеудің әсері астында капиллярлар қабырғаларын сұйықпен белсенді ылғалдауға негізделген, капил­лярлы қысымды ΔР Лаплас теңдеуі бойынша  анықтайды:

ΔР = Р₁— Р₂ = 2σ_1,2/r,

мұндағы Р₁ және Р₂ – сұйықтағы қысым және сәйкесінше онымен түйісуші жабын беттің қысымы; σ_1,2 — сұйық – қатты дене шекарасында беттік кернеу; r – жалпыланған өлшем және капилляр пішіні.

Кеуекті жабынды сіңіру үшін сондай-ақ капиллярлы конденсация пайдаланылуы мүмкін- конденсация буы тұтас еместіктерде, бұл жағдайда сондай-ақ ылғалдау қажет. Капиллярлы конден­сация  жабын бетімен бу молекулалары  немесе атомдарының адсорбциясымен басталады.

Гидростатикалық сіңіру  жасанды  туғызылатын қысым астында  және  капиллярлық күш әсерінен капиллярлар бойымен заттардың жылжуы нәтижесінде іске асырылады. практикада бұл процесс автоклавтарда іске асырылады.

Диффузиялық сіңіру сіңірілуші материалдың  диффузиялық жылжуна негізделген. Жүретін процестер аналогичны рассмотренным при жоғары температуралық босаңдату кезінде қарастырылған.

Сіңірілу ұнтақты  ме­таллургияда үлкен таралуға ие болды. Кеуекті   ұнтақты бұйым балқытылған өте жеңіл балқитын металмен немесе қорытпамен толтырылады. про­цесс температурасы балқыманың балқу  температурасын 100­-200ºС-қа жоғары болуы тиіс. Сіңіру жылдамдығы  ондаған үлесіндегі секунд ішінде миллиметрдің оннан бір бөлігін құрайды.

 

Қалдық кернеулерді түсіру

Кернеулі күйдің болуы көпшілік ішкі және сыртқы жабындар үшін тән. қалдық кернеу жабынның адгезиялық беріктігіне  және олардың пайдалану процесінде сенімділігіне әсер етеді. Бірқатар жағдайларда қалдық кернеулердің болуы жабынның тіпті оларды жүргізу процесінде  қабаттануына әкеп соғады.Кернеулі күйді түсіру үшін практикада  төмен температуралық босаңдатуды қолданады. материалдар үйлесіміне байланысты босаңдату температурасы 400-700 ºС аралығында болады. Босаңдату уақыты әдетте 1-3 сағ. құрайды

 

Жүргізілген жабындарды механикалық өңдеу

механикалық өңдеудің мақсаты – жабын бетіне талап етілген тазалықты беру;жүргізілген жабынды қалыңдығы бойынша түзету; жабынды бұйымды берілген өлшемге өңдеу; жабын бетін пластикалық деформациялаумен беріктендіру.

Жабынның тазалық өңдеуі. атомарлы ағындардан жабын қалыптастыру кезінде беттің микрорельефі алғашқыға жақын сақталады. Осыған байланысты жиі келесі тазалық өңдеу талап етілмейді. Жеке жағдайларда  ажарлық немесе жылтыратушы операциялар қолданылады. Тура осы балқытылған ортаға тікелей батырумен балқытылған күйден  қалыптасқан жабындарға да қатысты, мысалға жартылай дайын өнімдерді мырыштау кезінде. Модифицикацияланған беттер (ішкі беттер) кейде шамалы бабына жеткізуші операциясы талап етіледі. Ұнтақты жабындарайтарлықтай  кедір бұдырлыққа ие болады және қажет болғанда оларды  талап етілетін тазалық класына тазалық өңдеуге ұшыратады.

Жабынды қалыңдығы бойынша теңестіру. Қалыңдығы бойынша жабындардың бірқалыпты еместікы — жүргізу технологиясының ең көп таралған ақауы. Қатты фазалық схема бойынша қалыптасқан ішкі және сыртқы жабындар ерекшелікті құрайды. Әсіресе шоғырланған жылу көздерімен балқытып қаптастыру әдісімен алынған қалыңдық бойынша (≥ 1 мм) жабынның бірқалыпты еместікы үлкен.

газды термиялық тозаңдандыру кезінде сондай-ақ біршама  бірқалыпты еместік — миллиметрдің жүзден және онан бір үлесінде. Кішкентай бірқалыпты еместік  атомарлы ағындардан қалыптасатын жабындарға тән. Бірқалыпты еместікті жою үшін бетті ажарлауды немесе құрал-саймандармен өңдеуді қолданады.

 

Өлшемдік өңдеу

Жиі практикада жабын жүргізу  талап етілген өлшемге өңдеу қажет. Мысалға, іштен жану қозғалтқыштарының иінді біліктер мойындарын, поршнды сақиналар, ұсталық-престік құрал-сайманның және көптеген басқалардың. Бұл мақсаттар үшін негізінен ажарлаумен және жылтыратумен үйлесімдегі кескіш құрал-сайман өңдеуді пайдаланады.

Жабын беттеріне өзгеше қасиеттер беру үшін механикалық әсер ету тәсілдері пайдаланылады, мысалға, ультрадыбыспен өңдеу, алмазды тегістеу және т.б. жабындарды барлық механикалық өңдеу түрлері жабын мате­риалының қасиеттерін, оның сапалық көрсеткіштерін және жүргізу әдістерін  есепке алумен жүргізілуі тиіс.

 

Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2]

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары:

1. энергетикалық параметрлерді анықтау.
2. Жабын материалының параметрлері.
3. Өңделетін бұйым параметрлері.

 

3-тақырып. Қатты дене бетінің физика-химиялық қасиеттері.        (2 сағат)

 

Дәріс жоспары:

1. Қатты дене бетінің қалыптасуы.

2. беттік қабаттың құрылысы мен қасиеттері.

Беттердің физика-химиялық қасиеттері әртүрлі тағайындалған материалдар мен бұйымдардың тиімділік көрсеткіштерін анықтайды. осылайша, беттердің алғашқы күйі  материалдардың қажу беріктігіне, олардың коррозиялық төзімділігіне, үйкелу кезіндегі тозуға қабілетіне және т.б. әсер етеді. Осыған байланысты беттердің  алғашқы зиянды физика-химиялық қасиеттерін жою немесе оларды босату қажеттілігі туындайды. Мұнан өзге, алғашқы беттерге берілген материалға тән қасиеттерден айырмашылығы болатын мүлдем басқа қасиеттер беру қызығарлықтай. Мысалға, жооғары иілімділікке ие болатын материал бетінің қаттылығын күрт жоғарлататын болсақ. Пайдаланушы бұйымдарда коррозиялы- ыстыққа төзімді беттер  жасайтын болсақ. Қазіргі заманғы  технологиялар бұйымның алғашқы беттерінінің физика-химиялық қасиеттерін кең аралықтарда  өзгертуге мүмкіндік береді. Негізінен бұл беттердегі ішкі немесе сыртқы жабындар жасаумен қол жетеді  (1-сур. қараңыздар). Жоғары сапалы сыртқы жабындар алу процесіне беттің алғашқы күйі өте ерекше үлкен әсер етеді.  Сондықтанда, бәрінен бұрын беттік қабаттың қалыптасу табиғатын  қатты  материалдарда қарастыру (1-сур.) және оны тазартудың және белсендендірудің  радикалды тәсілдерін ұсыну қажет.

 

1-сурет –фазалардың әртүрлі әсерлесуі кезіндегі бұйымның шынайы беттерінің қалыптасуы; қатты (а); сұйық және қатты (б); қатты  және газ тәрізділер (в);  сұйық және газ тәрізді (г)

Беттік энергия

екі  фазаның бөліну шекарасында, мысалға қатты  және газ тәрізді, қатты және сұйық, басқада өзара әсерлесу фазалар қасиетінен айырмашылығы бар өзгеше қасиеттерге ие болатын жұқа беттік қабат түзіледі. Кез келген бетте беттік қабаттың пайда болуының бірінші себебі болып оның көлемінің «үзік» болып табылады. Бұл кезде дене көлемінде және бетінде  атомдар аралық немесе молекула аралық күштердің симметриясы бұзылады. Қатты дене көлемінде орналасқан атомдар, иондар, молекулалар немесе олардың кешені ұқсас қоршаған бөлшектер жағынан  симметриялық күш әсеріне ұшырайды. Бетте орналасқан атомдар немесе басқада бөлшектер көршілер саны аз болады және бір жаққа қарай орналасқан. Бұл беттік атомдарға күштер әсерінің симметриясын бұзады. Пайда болатын беттік қабатта симметрия кристалдық денелерде атомдар орамасының бұрмалануымен жартылай өтеледі. Алайда бұл кезде толық тепе теңдікке қол жетпейді. Осыған байланысты бет және сәйкесінше  беттік қабат кристалдық тордың бірнеше  параметрінен нанометрдің бірнеше бірлігіне дейін. Тереңдік бойынша бірқалыпты емес аймақ түзеді.

Басқа фазамен әсерлесуден ерікті «атомды-таза» бетті қарастырайық. Шынайы  кристалдар нақты периодтылықтан әртүрлі ауытқуларға ие болады. Шынайы кристалдар беті атомдық масштабтарда кедір бұдыр болып табылады. қатты дененің шынайы беті  атомды кедір бұдырлықпен қатар көптеген басқада ақауларға ие болады: түйіршіктер шекарасында, дислокация бетіне шығатын орындарда, механикалық әсер ету кезіндегі  кристалдық тордың бұрмалануы және т.б. Осының барлығы беткі қабатта қатты дене ішіндегі энергиямен салыстырғанда энергияның  артықшылығына кәкеп соғады.

Тұрақты көлем мен температурада фазалар бөліну бетінің бірлік ауданы түзілу үшін қажетті энергия беттік энергия деп аталады.  термодинамикада толық меншікті  беттік энергия

U = + q =  — T(),

мұндағы  — меншікті еркін беттік энергия; q –аудан бірлігі түзілуінің жасырын жылуы (байланыс энергия); Т – абсолютті температура;  — әдетте теріс мәнге ие болатын меншікті беттік энтропия.

 Беттік қабаттың құрылысы мен қасиеттері

Беткі қөабаттағы еркін энергияның молшылығы  фазалар бөліну шекарасында әртүрлі беттік құбылыстарды себептестіреді. Беттік құбылыстар  таза физикалық сипатқа ие болуы мүмкін немесе  химиялық ауысулармен ілеседі. Олар сұйық (жеңіл қозғалқыш) және қатты фаза аралық шекараларда өтеді. Бұйымның шынайы беттерінің физика-химиялық қасиеттері олрды өндіру, эксплуатациялау кезінде жүретін беттік процестермен себептескен. Демек, бұйымның шынайы бетті қатты; сұйық және қатты; қатты және газды (1-сур. қар.) фазалардың өзара әсерлесуі кезінде қалыптасады. Бұл кезде бетте адсорбция процесі, көлемдік және беттік диффузия, адгезия және т.б. жүреді. Нәтижесінде бұйымдарда алғашқы шынайы бет түзіледі. Артық беттік энергия айтарлықтай шамада  атомдармен, молекулармен, беттік қабыршақтың түзуші кешендерімен теңестіріледі.Беттік атомдардың (молекулалардың) үзілген байланыстарының жартылай қалпына келуі жүреді. Беттік құбылыстар беттік энергия деңгейін төмендетеді, бұл, ережеге сай, түзілуші жабынның адгезиялық беріктігіне теріс әсер етеді.

Адсорбция —қатты дененің немесе сұйықтың беткі қабатымен ерітінділерден немесе газдардан заттарды сіңіру. процестің қозғаушы күші болып бетте компенсацияланбаған атомдар арасындағы өзара әсерлесу күшінің болуы табылады,  соның есебінен адсорбцияланған заттардың — адсорбаттың молекулалары тартылады. Тек беттік энергияның төмендеуі ғана емес, сонымен бірге бетте  құрамы бойынша әртүрлі қабыршақтар түзілуі жүреді.

Беттің атомды-таза  термодинамикалық күйі адсорбция процесінің белсенді өтуіне көмектеседі. Таза металл бетте 1 см² келетін адсорбциялық позицияның 10¹⁵ жуығы болады.

Бетте физикалық және химиялық заттар адсорбцияларын ажыратады. Бөліну фазасының шекарасында өзара әсерлесудің  аралық түрлері мүмкін.

Физикалық адсорбция. Адсорбцияланған қабат атомдар арасындағы байланыстармен  әлсіз байланысқан, мысалға Ван-дер-Ваальс күшімен. физикалық адсорбция жылуы, ережеге сай, кіші және кДж/моль бірнеше  ондығынан (~40 кДж/моль) сирек асады. физикалық адсорбция процесі қайтымды, белсенді еместерге жатады, адсорбат  молекулалары қатты немесе сұйық дене бетінде болғанда, өте тез өтеді.Көбінесе  физикалық адсорбцияны газды фазамен беттің өзара әсерлесуімен байланыстырады. адсорбцияланған газ мөлшері қысым кішіреюі кезінде және температура өскенде төмендейді.

мономолекулярлы адсорбцияның қарапайым теңдеуі Генри мен Ленгмюрмен ұсынылған. Генри теңдеуі (Генри изотермасы деп аталатын).

Θ=kР

адсорбенттің біртекті бетін адсорбат молекулаларымен толтырудың Θ өте төмен деңгейінде дұрыс. пропорционалдық коэффициенті k ең бастысы температурадан  және  адсорбенттің адсорбатпен өзара әсерлесу сипатына байланысты.

Генри изотермасы 1  түзу сызығын  білдіреді (2, а сур.). Р қысымның өсуімен  адсорбцияланған мономолекулалы қабат баяулайды. адсорбат молекуласы  адсорбент бетінің әлі алмаған кеңістігінде бекуде қиындықтарға ұшырайды. Изотерма 2 томпақ сипатқа ие болады, ал Θ  мәні бірлікке ұмтылады (2, а сур. қар.).

 

 

2 сурет –Қысым (а) мен  температурадан (б)  (түсіндірме мәтінде) адсорбцияланған зат мөлшерінің тәуелділігі

 

Томпақ изотермалар  Ленгмюр теңдеуімен сипатталады

Θ=kР/(1+kР)

мұндағы k — адсорбциялық коэффициент.

Ленгмюр теңдеуі, адсорбат молекулалары өзара тартылыс мүмкіндігімен біртекті бетте мономолекулалық адсорбция үшін ғана дұрыстығын айта кеткен жөн және адсорбент бетінің ұзын бойымен жылжымалығын есепке алынбайды. адсорбат қысымының одан арғы үлкеюі кезінде екінші, үшінші және басқада қабаттардың толуы жүреді.  Процесс полимолекулалық адгезияға көшеді.

Қатты адсорбенттер беті негізінен біртекті емес. Бір участіктер  адсорбция үшін қолайлы, басқалары — керсінше. адсорбат қысымының өсуімен полимолекулалық адсорбция бірмезгілде қарқындылықтың әртүрлі дәрежесімен бүкіл бетпен жүреді.

адсорбция процесі ылғида адсорбция жылу деп аталатын бөлінетін жылумен ілеседі. адсорбциялық қабат  беріктігі  адсорбция жылуының шамасы бойынша бағалануы мүмкін. Жылудың өсуімен адсорбция беріктігі өсе түседі. полимолекулалық адсорбцияға көшу кезінде адсорбция жылуы адсорбат конденсацииясының жылуына жуықтай түседі.

Температуралық шарт  физикалық адсорбция процесінің өтуіне үлкен әсер етеді. Беттегі температураның жоғарлауы кезіндегі молекулалардың жоғары жылжымалығы  түзілуші қабаттың десорбциясына әкеп соқтырады. Одан арғы температураны жоғарлату физикалық адсорбцияны өте берік байланыстары бар химиялық — хемосорбцияға ауыстыруы мүмкін.

2, б –суретінде  тұрақты қысым кезінде температурадан газды ортаның   адсорбция тәуелділігінің сапалық тәуелділігі келтірілген. Төмен  температураларда изобара 1 физикалық адсорбцияны сипаттайды. Белгілі температураға жеткен кезде физикалық адсорбцияның хемосорбцияға көшу процесі мүмкін. адсорбцияланатын заттың өсуі жүреді (қисық 2). Барлық бетті адсорбатпен толтырған кезде адсорбцияланған заттың мөлшері қайта төмендей бастайды (қисық 3). 1 аймағында адсорбция  қайтымды, ал 2 аймағында қайтымсыз. Жүйенің салқындау жағдайында процесс 3 аймағынан  4 аймаққа көшеді.

физикалық ад- сорбция кезінде атомдар арасындағы байланыс әлсіз, бәлкім, кіші дәрежеде беттік атомдардың  компенсацияланбаған байланыстары теңесуге қабілетті. Осыған сәйкес еркін беттік энергия деңгейінің айтарлықтай төмендеуін күтпеген жөн. Жабын жүргізу үшін бұйым бетін дайындау кезінде физикалық адсорбцияланған заттардың (қатты, сұйық және газ тәрізділердің) әлсіз байланыстарын ескерген жөн.

Хемосорбция беттің химиялық қосылыстар түзілуімен ілесетін қоршаған ортадан сұйық немесе қатты заттарды сіңіру процесін білдіреді. хемосорбция кезінде жылудың әдәуір мөлшері бөлінеді. Әдетте хемосорбцияның жылуы 80 — 125 кДж/моль аралығында жатады. Оттегінің  металдармен өзара әрекеттесуі (тотығуы) 400 кДж/моль жететін айтарлықтай  жоғары жылу мәндерін береді.

химиялық реакцияларға іспеттес хемосорбция өзінің өтуі үшін белсендендірудің үлкен энергиясын талап етеді. Демек, температураның жоғарлауы кезінде хемосорбция процесі жылдамдайды. Белсендендіруші адсорбция деп аталатын жүреді. Хемосорбция таңдау процестеріне жатады және температурамен қатар реакцияның өту жылдамдығын анықтайтын абсорбент пен адсорбаттың химиялық тегі тегі жақындығына тәуелді. Бір жағдайларда реакциялар баяу, екіншілерінде өте тез өтеді. мысалға, газдардың таза металдармен немесе металл сияқтылармен өзара әсерлесуі кезінде беттермен айырықша тез  хемосорбция байқалады, бұл  беттік атомдар байланысымен әлсіз байланыстарымен түсіндіріледі. Хемосорбция белсендендіру энергиясының ең аз мәндерінде жүреді. Қатты беттердегі хемосорбция түйіршіктердің кристаллографиялық бағытына, әртүрлі ақаулардың болуына және т.б. тәуелді. Хемосорбция беттің ең белсенді участіктерінде басталады. хемосорбция  адсорбаттың мономолекулалық  қабатымен түгелдей жабылғанға дейін жүреді деп санау қабылданған. физикалық адсорбциямен салыстырғанда хемосорбция қоршаған ортаның қысымына сезімтал.

Бетте хемосорбцияланған қабыршақтардың болуы беттік атомдардың компенсацияланбаған үзілген байланыстарын айтарлықтай шамада теңестіреді.Бұл кезде беттік энергия ең аз мәнге жетед, мұны жабын жүргізу үшін бетті дайындау кезінде ескерген жөн. хемосорбцияланған беттік қосылысты (ластануды) жою үшін үлкен энергетикалық әсерлесу талап етіледі.

 

Бұйым материалы бетіне адсорбцияланған заттар

Жиі бұйым бетінде болатын  физикалық адсорбцияланған заттарға жатқызылады: қарапайым және күрделі газдар; табиғаты әртүрлі қатты бөлшектер; ылғалдыу; май заттектері.

Жабын жүргізу  практикасында бұл заттарбұйым бетін  физикалық адсорбциялаушы ластағыштар деп атайды.

Қарапайым және күрделі газда. Бұйым бетінің материалы үнемі газды фазамен  жанасады,  тіпті сиретілген газды орталарда процесті жүргізу жағдайларында. Ең көп мүмкін болатын атмосфералық газдардың физикалық адсорбциясы: азот пен оттегінің. Жеке жағдайларда жұмыс газдарының адсорбциясы байқалуы мүмкін: аргонның, сутегінің, көмірсутектердің  және т.б.

Қатты бөлшектер. Бірінші кезекте  бұл газды фазамен бірге тұнатын әртүрлі түрдегі шаң; өте ірі агломераттар (ластану), шығу-тегі бейорганикалық немесе органикалық: күйе, ворсинкалар, абразивті бөлшектер, тұз тәрізді қосылыстар және т.б.

ылғал. Физикалық адсорбцияланған ылғал ылғида бұйым бетінде болады. Ылғалдың негізгі көзі — қоршаған атмосфера.Беттегі ылғал іздері  бұйым өндіру кезінде технологиялық айналым  нәтижесі болуы мүмкін. Сонымен бірге жабын отырғызу процесінде ылғалдың шөгуі мүмкін.

Майлы заттектер. Негізінен майлы ластанудың екі түрін ажыратады: шығу-тегі жануар мен өсімдік майы. Жануар майы, көбіктендірумен, майлар  бетке әртүрлі жолдармен түседі, тіпті жабынған жүргізуге бұйымды дайындау процесінде қорғалмаған қолдармен  жанасудың өзінде. Өсімдік, немесе минералды майлар оларды өндіру, сақтау кезінде және пайдалану кезінде  бетке түседі (мысалға, үйкелетін беттерді майлау кезінде). Майлы ластанулар бетпен өте берік байланысқан. Олардың жабынның адгезиялық беріктігіне теріс әсері  ерекше үлкен.

Физикалық адсорбцияланған ластану, бұрынырақ көрсетілгендей, бұйым бетінде атомдар аралық әлсіз байланыстарға ие болады. Осыған байланысты оларды беттен жою ерекше қиындықтар білдірмейді.

Бұйым бетінде хемосорбцияланған заттарға жатқызады:

—металдарда немесе металл сияқты материалдарда тотық қабыршақтары (металды және металл емес қосылыстар);

— күрделі құрамдағы қабыршақтар, мысалға оксинитридті, оксикарбидті және т.б.;

—кристалданушы судан тұратын оксидті және өте күрделі қабыршақтар.

Бетте хемосорбцияланған қосылыс түзілуіне  физикалық адсорбция (2 cур., б қар.) ықпалын тигізеді. Заттардың физикалық адсорбциясы белгілі жағдайда  химиялық қосылыс құрай отырып бұйым материалының беттік атомдарымен реакцияға түседі. Хемосорбция белсендіруші процестерге жатады. Мысалға, температураның жоғарлауы бұйым бетінде ылғида  хемосорбция түзілуді тездетеді. хемосорбция жүруінің негізгі шарты —адсорбаттың адсорбентпен химиялық тегі тегі жақындығының болуы. Әдете беттердің хемосорбцияланған ластануы бұйым өндіру мен оларды  тегістеу процесінде түзіледі. Хемосорбцияланған қосылыстар  беттік  атомдармен берік байланыстар түзеді. Осыған байланысты жабын жүргізу үшін беттерді  дайындау кезінде оларды жою ережеге  сай, қиындатылған. Бұйым беттерінің көпшілігі  физикалық, сол сияқты  химиялық адсорбцияланған заттардан тұрады. Әсіресе бұл  металдарға және металға ұқсас материалдарға жатады. Әйтседе  тіпті оксидті материалдар бетте хемосорбцияланған қосылыстарға ие болуы мүмкін. Жекелеп алғанда, кристалданушы ылғалдан немесе  оксидтің  кристалдық торында адсорбаттың орын басу атомдарынан тұрады.

 

Ұсынылатын әдебиеттер : [1,2]

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары:

1. Жабын жүргізу кезіндегі беттерді дайындау.
2. Дайындалған бет күйін бақылау.

 

4-тақырып. Жабын жүргізу үшін материалдардың физика-химиялық қасиеттері. (2 сағат)

 

Дәрістің жоспары:

1. Жабын жүргізу үшін материалдар.
2. Металдар және металл емес қосылыстар.
3. Металдар мен металл емес элементтердің  газды фазасымен өзара әсерлесу.

Жабын жүргізу үшін әртүрлі физика-химиялық қасиеттерімен бейорганикалық материалдардың үлкен мөлшерін қолданады. материалдар қасиетінің жиынтығы бойынша, қыздыру мен тозаңдандыру кезінде оларды жүргізуге,  атмосферамен және басқада газдармен өзара әсерлесуге: беорганикалық материалдарды келесі топтарға бөлуге болады:

— металдар (Ме) және металл емес элементтер (Nе);

— металл қорытпалар (Ме – Ме’, Ме — Nе);

— металлидты (интерметаллидтылар) қосылыстар (Ме·Ме’);

— металл емес қосылыстар (Ме · Ne, Ne ·Nе‘).

Металдар мен металлемес элементтер

Белгілі 109 химиялық элементтерден  83 металдар. металдарға тән қасиеттер: жоғары электрлік өткізгіштік пен жылуөткізгіштік; иілімділік; электрмагнитті толқындарды шағылту қасиеті және атом ядроларымен әлсіз байланысқан қозғалмалы электрондардың үлкен мөлшерінің болуымен себептескен басқада қасиеттер.

Қатты күйде металдар кристалдық құрылысқа ие болады: бу тәрізді — бір атомды, байланыс түрі — металды. Бірқатар металдарға металл еместердің қасиеттері тән (кейде оларды жартылай металдар деп атайды).

Өнеркәсіптік металдар қараларға (темір және оның негізіндегі қорытпалар) және түсті, немесе, нақты айтқанда темір еместерге бөлінеді.  техникада темір емес металдар әртүрлі белгілері бойынша бірнеше топқа бөлетін шартты жіктелу қабылданған: жеңіл (Al, Mg және т.б.), ауыр (Cu, Рb, Sn және т.б.), ауыр балқитын (W, Мо, Nb және т.б.), асыл (Au, Ag, Pt және т.б.), жерде сирек кездесетін және т.б.

Көптеген металдар механикалық қасиеттерінің арқасында техникада кең қолданыс табуда,  олар үшін жоғары иілімділіктің үлкен беріктікпен үйлесімі тән, серпімділік модулі балқу температурасына және т.б. тәуелді. Көпшілік металдар, техникалық хромды санамағанда, төмен беріктікке ие болады, сондықтанда тозуға төзімді жабындарды жүргізу үшін сирек  пайдаланады. Бірқатар металдар, мысалға молибден, үйкелістің төмен коэффициентіне ие болады. Молибден іштен жану қозғалтқыштарының поршындық сақиналары жабындарында жиі қолданылады.

Көптеген металдар  жоғары коррозияға төзімділікке ие болады (Cr, Zn, Al, Ti, Au, Ag және т.б.), сондықтанда оларды әртүрлі тағайындаудағы  коррозиялық жабын жүргізу үшін пайдаланады. Берік тотықты қабыршаққа ие болатын металдар, мысалға, хром, ыстыққа төзімді жабынды жүргізу үшін пайдаланылуы мүмкін. Сәндік жабындарды жасау үшін металдар кең қоданылады (Ni, Cr, Au, Ag және т.б.). металдардан тұратын жабындарды жүргізу кезінде атмосфералық газдармен, ылғалмен, көмір сутектермен және т.б. өзара әсерлесуге олардың жоғары  бейімділігін ескергу қажет. Әсіресе, бұл металды балқытумен, атомарлы күйге дейін буланумен немесе тозаңдатумен байланысты жүргізудің жоғары температуралық процестерімен жатады.

Жабын жүргізу үшін компактные ықшамды (қаңылтырларды, таспаларды, сымды), сол сияқты ұнтақты металдар қолданылады. Жабынды тозаңдату үшін арнаулы немесе стандарқа сәйкес шығарылатын жалпы өнеркәсіптік қолданыс үшін металдарды пайдалаған жөн.

металды емес элементтер, қатты, сол сияқты газ тәрізділер, металдармен қатар жабындарда пайдаланылады. Қатты элементтерден  ең үлкен таралуға Si, В, С, Se және т.б., газ тәрізділерден О₂, N₂ ие болды. Қатты  металл емес элементтер негізінен  радиоэлектронды аппаратурада жартылай өткізгіш элементтерді  өндіру кезінде жабын жүргізу мен қабыршақ үшін пайдаланылады. Кремний сондай-ақ графит бұйымдарында  жоғары ыстыққа төзімділіктегі  силицияланған жабындар жасау үшін кең қолданылады. Ұнтақты графит түріндегі көміртегі композициялық жабындарда пайдаланылады, мысалға  әртүрлі турбиналық қондырғыларды тығыздауға өңдеуде. Газ тәрізді және кейбір қатты металл емес элементтер термодиффузиялық қанықтырумен немесе иондық имплантациямен ішкі  жабындарды жасау үшін қолданыс тапты.

Жабын жүргізуде  қатты металл емес элементтердің  к оттегіге, азоқа және сутегіге жоғары туыстығын есепке алу қажет.

 

Газды фазамен металдар менметалл емес элементтердің өзара әсерлесуі

металдар мен металл емес элементтердің балқыған күйі мен булы фазасы үшін газды фазаның өзара әсерлесуі тән. технологиялық процеске байланысты көпшілік газдармен өзара әсерлесуі жүруі мүмкін: тотықтырушы (О₂, СО₂, Н₂О және т.б.), көміртегіден тұратын (СО, СО₂), көмірсутектермен (С_nН_m), азотпен, сутегімен және сутегіден тұратын (Н₂О, С_nН_m) газдармен. оттегімен, азотпен, сутегімен және көміртегімен металды жабындарының қанығуын сирек есепке алмау жабын қасиетіне теріс әсер етеді.

Оттегімен өзара әсерлесу. Тотығу реакциясы жалпы формада әртүрлі металдар мен металл емес элементтер үшін келесі түрде схемалы жазуға болады:

        

екі валентті металдар үшін: 2Me + О₂ = 2MeO

Түзілуші тотықтар белгілі жағдайларда  диссоцияланады. Балқыған жабын тотығуының гетерогенді процесінің схемалық тепе теңдігі 1 сур. берілген. Жүйе  үш фаза мен екі компоненттен тұрады, бұл реакцияның  моновариантылығын (f = 2 + 2 — 3 = 1) білдіреді. Жүйедегі оттегі қысымы тек қана температураның берілген мәнен тәуелді болады. равновесия Бұл реакция тепе теңдігінің  константасы теңдеумен бейнеленеді:

К_р=Р                                                                                           

мұндағы Р, Р_О2, Р — металл, оттегі және тотық буларының парциалды қысымы.

Әдетте Ме және МеО конденсацияланған күйде болады, онда

К_р = Р_О2 = f(Т).

Тотықтың диссоциациясы кезінде оттегінің тепе тең қысымы қысым диссоциациясы немесе  диссоциацияның серпімділігі деп аталады, температураның жоғарлауымен тотық диссоциациясының қысымы жоғарлай түседі. Тотығу реакциясы, егер  газды фазада (Р )  оттегінің парциалды қысымы түзілетін тотықтың диссоциациясы кезінде оттегінің қысымынан үлкен болған жағдайда ғана жүретін болады (Р_О2 ): Р > Р_О2.

1 сурет –  Жабын металытотығуының гетерогенді реакциясының схемасы

 

Тотықтың диссоциациясы үшін кері қатынас қажет: Р_О2‘ < Р_О2. Р_О2 және Р_О2‘ теңдігінде Ме, МеО және О₂ араларында тепе теңдік болады (1 сур.қар.).

Тепе теңдікті балқыған металды қатты қыздырып жіберу мен газды фазада оттегінің төмен парциалды қысымында бақылауға болады. Балқыманың тотығу жылдамдығы (v₁, v₂, v₃) Т дейінгі температураға жоғарлауымен өсе түседі (2 сур.). Бұл кезде газды фазадағы оттегінің  парциалды қысымының айырмашылығы мен тотық диссоциациясының қысымы (Р’_О2 — Р_О2) өте  үлкен. температураны одан әрі жоғарлату кезінде қысымдар айырмашылығы азаюы жалғасады және Т₂ температурада тотығу процесінің тоқтауына көмектесе отырып нольге тең бола бастайды.

По давлению Тотықтар диссоциациясының қысым бойынша Р_О2 химиялық байланыстардың беріктігі мен  сродстве элементтердің оттегі тегі тегі жақындығы туралы пікір айтылады. диссоциацияның жоғары қысымдары  тотықтағы химиялық байланыстардың берік болмауын көрсетеді. Оттегіге үлкен тегі тегі жақындығы бар металдар мен басқада  элементтер тотықтар диссоциация қысымы өте кіші 10^-12 – 10^-22 Па.  техникалық әдебиеттерде  Р_О2 — Т координаталардағы әртүрлі оксидтер  диссоциациясының белгілі  диаграммасы (3, а сур.) келтіріледі. Ол к әртүрлі температураларда металдардың өтегіге тегі жақындығы туралы пікір береді. диаграмманың жоғарғы  бөлігінде өттегіге  аз ғана жақындығы бар  металдар орналасады (Ag, Cu, Ni, Fe және т.б.); төменгі — жоғары жақындығы бар (А1, Mg, Са және т.б.).

ауа

Таза оттегі

2 – сурет Тотығудың әртүрлі жылдамдындағы қысымның сапалы тәуелділігі v газды фазадағы оттегінің  парциалды қысымы (v₁ – қоспадағы инертті газ бен ауадағы тотығу; v₂ – ауаның тотығу; v₃ –оттегімен тотығу)

 

металдың оттегіге жақындығы реакцияның  термодинамикалық потенциалының стандартты бойынша бағаланады (3, б сур.):

Жоғары теріс мәндер  металдың оттегге үлкен жақындығын көрсетеді. температураның жоғарлауымен тотықтардың диссоциация қысымы (Р_О2) үлкейеді, ал стандартты термодинамикалық потенциал (Z⁰) кемиді. техникалық әдебиеттерде әртүрлі тотыққтар үшін Z⁰ — Т диаграммасы кездеседі. Ол, lgР_О2 — Т диаграмма сияқты  металдың оттегіге жақындығын бейнелейді (3 сур.).

Жоғары температурада металдың булануы байқалады. Тотығуда балқығанған металлмен қатар булы фаза қатысады. Балқыма  астындағы қысым неғұрлым үлкен болса, тотық диссоциациясында оттегі қысымының тепе теңдігі соғұрлым кіші және  металдың оттегіге жақындығы соғұрлым үлкендігі анықталған. Егер булануға түзілетін тотықта ұшырайтын болса, онда тотық буының қысымы неғұрлым үлкен болса, тотық диссоциациясы кезіндегі оттегінің тепе тең қысымы соғұрлым үлкен және металдың оттегіге жақындығы соғұрлым кіші.

Бірқатар өнеркәсіптік металдар (Fe, Ni, Cu, Ti, Zr және т.б.) балқыған күйде өздерінің төменгі тотықтарын ерітеді. Қаныққан ертіндлер жағдайында жүйе  екі фаза мен екі компоненттен тұрады. реакцияның  варианттылығы екіге тең. Демек, еріген тотық диссоциациясының қысымы температурадан өзге, концентрациядан тәуелді (С):

Р_О2 = f(Т,С).

3 – сурет Тотықтар  диссоциациясының қысымы (а) мен олардың түзілу (б) температурасынан стандартты еркін  энергияның тәуелділігі

 

гетерогенді реакцияның тепе теңдік  константасының теңдеуі қаныққан ертінді үшін ертінді концентрациясын (белсенділігі) сипаттаушы мүшелерден тұрады:

мұндағы а_Ме, а_МеО — өлшемсіз концентрация немесе белсенділік. Осылайша, өз тотықтарын ерітуші таза металдар, оттегіге  жоғары (шексіз) жақындыққа ие болады.

Газды ортаның ылғалмен өзара әсерлесуі. Ылғал газды фазада және жабын материалында тікелей болуы мүмкін. Ұнтақты бөлшектерде, сымда немесе бұйым бетінде ылғал екі күйде болады: адсорбцияланған және  хемосорбцияланған. Қыздыру кезінде физикалық адсорбцияланған ылғал әсіресе газды  фазаға оңай өтеді. Хемосорбцияланған ылғал жиі гидратталған тотықтар түрінде болады, оның газды фазаға өтуі үшін жоғары температуралар талап етіледі.

Жұмыс газдарында ылғалдың мөлшері ережеге сай, аз болады және проценттің оннан және жүзден бір үлестерін құрайды. Ауа ортасы сондай-ақ маңызды ылғал жеткізуші болып табылмайды. Мұндай жағдайда тозаңдатқан металлмен әсерлесуші негізгі ылғал көзі, жабын материалы бетінде тұратын ылғал болуы мүмкін. Үлкен мөлшердегі ылғал  газды фазада жабын жүргізу кезінде, олардың тотығуымен байланысты сутегі мен судан тұратын газдардың қатысында түзіледі.

Ылғалдың түзілуі мен диссоциациясы мына реакция бойынша жүреді

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О,

реакцияның  стандартты изобарлық потенциалының өзгеруі мына теңдеумен сипатталады

Z⁰ = — 120440 + 28,051T.

Будың диссоциациялану дәрежесі жуықтап алғанда мына теңдеу бойынша бағалауға болады

а=

мұндағы Р –бу диссоциациясы өнімдері қоспасының жалпы қысымы.

Осылайша, температураның жоғарлауы және қысымның төмендеуі О₂–Н₂–Н₂О жүйесінде су буының диссоциациясына көмектеседі. Р жоғары мәндерінде, атмосферға жақын, 3000 К будың диссоциация дәрежесі 0,1 – 0,2 құрайды.

Жабын құрамына кіретін металармен су буының өзара әсерлесу сипаты   оның диссоциация серпімділігі (қысыммен) анықталады.

Оттегінің тепе тең қысымы (P^/_О2 )_Н2О (бу диссоциациясының қысымы):

4-суретте Н₂О және Н₂ концентрация қатынасында Т= const кезінде бу диссоциациясы қысымының сапалық тәуелділігі көрсетілген. [% Н₂] және [% Н₂О]  тепе теңдігінде диссоциация қысымы тұрақты шама болып табылады. Бу мөлшерінің 100 % дейін үлкеюі кезінде  lg(Р_О2)_Н2О→ +∞, [%Н₂] lg(Р_О2)_Н2О→ — ∞ өсімшесімен.

 

4 –сурет будың құрамына байланысты диссоциация серпімділігінің изотермасы — [%Н 0] — [%Н ] немесе [%СО ] — [%СО]

 

Су буымен элементтердің тотығу ықтималдығын тотық диссоциациясының серпімділік  изотермасы бу диссоциациясының изотермасымен қиыстырып анықтауға болады. 4-суретте кейбір тотықтар диссоциациясының изотермасы үзік сызықтармен көрсетілген. Қилысу нүктелері (а, b, с) элементтердің  (металдардың) су буымен тотығуының тепе тең реакциясымен сипаттайды. термодинамикалық тотығу мүмкін емес, егер lg(Р_О2)_Н2О < lg(Р_О2)_МеО. Демек, тотығу а, b, с нүктелерінен оңға қарай  Н₂О судың өсуімен қарқындайды. Ең жеңіл тотықғатындар, мысалға, Al, Mg, Ti, Mn; кіші шамада Fe, Мо, W; с күрделілер Cu, Ni, Со және т.б Ылғалдың диссоциациясы кезінде сутегі термодинамикалық берік емес тотықтарды қалпына келтіруге қабілетті, мұнан өзге, ол көптеген балқымаларда еруге қабілетті, мұны жабын жүргізу кезінде ескеру қажет.

Көміртегіден тұратын газдармен әсерлесу. Көміртегіден тұратын газдар, көмірсутекті газдардың жартылай немесе толық жануы кезінде түзіледі. Көмірсутектердің жану стехиометриялық теңдеуі көмір қышқыл газы мен су буының газды фазада болуын көрсетеді:

С₂Н₂+ 2,5О₂ = 2CO₂+ H₂O;

СН₄+ 2О₂ = CO₂+ 2H₂O

С₃Н₈+ 5О₂ = 3CO₂+4 H₂O

С₂Н₁₀+ 6,5О₂ = 4CO₂+ 5H₂O

газды фазада оттегі жетпеген кезде СО, Н₂, С_nН_m түзіледі. Жоғары температура эндотермиялық диссоциацияның реакциясымен ілеседі:   2СО₂ → 2СО+О₂ и2 H₂O → 2Н₂ + О₂.

металдың су буларымен өзара әсерлесуі ертеректе қарастырылған болатын. СО және СО₂  балқыған  металлмен өзара әсерлесуі реакциялар бойынша                2СО ↔ 2СО + О₂,          2СО ↔ СО₂ + С бойынша анықталады. Су буымен ұқсастығы бойынша көмір қышқыл газының қысымы (серпімділігі) мына теңдеуден анықталуы мүмкін

1g (Р_О2)_СО2 = lg

металдардың СО₂ және Н₂О  тотығуында ұқсастық көрінеді (4 сур.қар.). көмір қышқыл газдың және су буларының термодинамикалық беріктігі 1083 К температурада біркелкі. Төмен температураларда көмір қышқыл газы будан берік; бұдан жоғарыда— керсінше. Демек, төмен температураларда су буымен, ал жоғары температураларда — көмір қышқыл газымен тотығу байқалады.

Сутегімен газды фазаның өзара әсерлесуі. Сутегі газды фазада жабын жүргізудің тәжірибе жүзінде  барлық әдістері мен тәжірибелерінде болады, өзара әсерлесу ең бастысы адсорбицияланған хемосорбцияланған  жабын материалы мен бұйымда болатын ылғал есебінен жүреді. Адсорбцияланған ылғал, төмен температурларда газды фазаға көше отырып (балу температурасына дейін), газды фазада ылғалдың парциалды қысымын үлкейтеді. Хемосорбцияланған ылғал гидратталған тотықттардан өте жоғары температурларда ыдырайды. Әсіресе күрделі молекулалар ыдырауы (кешендердің) сатылы жүреді, гидратталған алюминий тотықтарының ыдырауы мысалынан көруге болады .

А1₂О₃ · 3Н₂О → А1₂О₃ · Н₂О → А1₂О₃.

(200-300⁰С)              (500-558⁰С)

алюминий тотығының гидраттары 1000⁰С дейінгі температураға дейін қандайда бір мөлшердегі ылғалды ұстай алады. алюминиймен су буының өзара әсерлесу нәтижесінде мына реакция

2Al + 3Н₂0 = А1₂О₃ + 6Н,

Жабынның алғашқы бетінде тікелей жүретін,  металда сутегінің үлкен мөлшері ериді. Бөлінетін сутегі жоғары белсенділікке ие болады және  газды фазаға көшеді. температураға тәуелді сутегі газды фазада  молекулалық немесе атомарлы күйде болады.

Сутегінің балқыған  металлмен өзара әсерлесуі оның қасиетіне байланысты болады. Бір материалдарға өзара әсерлесу  тәжірибе жүзінде жоқ  болады; екіншілеріне  жоғары ерігіштік және гидридтер түріндегі химиялық қосылыс түзілуі байқалады.

5 – сурет Балқыған жабында  сутегінің диссоциациясы мен еру схемасы жабындардың (а) және газды фазаның (б)	6 – сурет температурадан мыстағы және темірдегі сутегі ерігіштігінің   (РН2 = 0,014МПа) тәуелділігі

5 -сурет балқыған металдағы сутегінің ерігіштігінің схемасы көрсетілген. Сутегінің диссоциациясы бетте  (5 сур.), және газды фазада (6 сур.) жүре алады. Сутегінің ерігіштігі [Н] Сивертс заңына сай  мына теңмен сипатталады

 немесе ,

мұндағы К₁ және К₂ –температурадан тәуелді коэффициенттер; Р_н және Р_н2 –атомарлы және молекулалық сутегінің сәйкесінше парциалды қысымы.

диссоциация реакциясы 432,9 кДж/моль құрайтын үлкен жылу сіңірумен жүреді. Сутегі адсорбциясы мен ерігіштігінің жылуы молекулалық байланыстар (диссоциацияны) үзуге энергия шығынын өтей алмайды. Сондықтанда көпшілік жағдайда сутегінің ерігіштігі температураның жоғарлауымен (Н>0) үлкейеді. Егер сутегінің еру процесінде термодинамикалық тұрақты гидридтер түзілетін болса, онда энтальпияның жалпы өзгеруі нольден кіші болып шығады (Н<0). Бұл жағдайда температураның жоғарлауымен сутегінің ерігіштігі кішірейеді. Сивертс заңы гидрид түзуші  металдар үшін тек  қана гидридтер диссоциациясынан жоғары температураларда дұрыс.

6 суретте еру кезінде тұрақты гидридтерді түзбейтін металдарда сутегі ерігіштігінің изобарасы келтірілген. қатты күйден балқыған күйге көшу кезінде сутегінің ерігіштігі секіріспен жоғарлайды. Сутегінің қолайсыз бөлінуі  гидридтар түріндегі күйімен байланысты.

азотпен газды фазаның өзара әсерлесуі.жабын жүргізу кезіндегі азоттың газды фазадағы негізгі көзі болып ауа табылады. процесті ауада жүргізу кезінде азоттың парциалды қысымы  0,078 МПа жетеді. Әсіресе газды фазда азотты жұмыс (распыляющего) газы реінде пайдаланған кезде көп болады. Азотты орта толықтай (Р_N2 = 0,1 МПа) жұмыс газы ретінде азотты пайдаланумен жабын жүргізуде іске асырлады. металдың азотпен өзара әсерлесуін болдырмау тек қана ортақ қорғаушысы бар камерларда жабын жүргізу кезінде болады.

металдардағы азоттың [N] ерігіштігі, олармен  тұрақты  нитридтер түзбейтін  Стивертс заңына бағынады:

[N] = К₁Р_N; [N] =

мұндағы Р_N және Р_N2 –тисінше азоттың атомарлы және молекулалық парциалды қысымы.

азот молекулалары диссоциациясының энергиясы өте үлкен және  940,5 кДж/моль құрайды, бұл  балқыған металдағы азот диффузиясын қиындатады. Жоғары температурларда  реакция мүмкін

N₂ + О₂ ↔  2NО (NН⁰ = 90,37 кДж/моль).

температураның төмендеуі кезінде  NO эндотермиялық қосылысы немесе NО₂ дейін тотығады немесе қайта ыдырайды:

NO → N+ О.

Бөліну сәтінде атомарлы азот жабын металының бетімен белсенді өзара әсерлеседі.

Көпшілік металдар азотқа инертті, мысалға вольфрам, мыс және т.б., әсерлесу кезінде ертінді немесе или химиялық қосылыстар — нитридтер түзбейді. Басқа металдар, азотпен әсерлесе отырып, нитридтер түзеді, жалпы түрде эндотермиялық реакция:

нитридтердің термодинамикалық тұрақтылығы олардың диссоциациясының қысымымен (серпімділігімен) анықталады — . Кейбір металдар  өз нитридтерін ерітуге қабілеті (Fe, Мо, Cr, Zr, Ti). Балқыған күйге өтуі кезінде азоттың ерігіштігі секіріспен өсе түседі. Еріген азоттан тұратын жүйенің кристалдануы тепе теңдігі жағдайында, ыдыраушы нитридтер диссоцияланады.

 

Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2]

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары:

1. Металл қорытпалар.
2. Интерметаллидті қосылыстар.
3. металл емес қосылыстар.
4. Оттегісіз металл емес қосылыстар.
5. Тотықты қосылыстар.

 

 

5-тақырып. Жабындарды газды термиялық жүргізу.  (2 сағат)

 

Дәріс жоспары:

1. Әдістерді жіктеу.
2. процестің тиімділігіне газды термиялық тозаңдату параметрлерінің әсері.
3. Жабынның қалыптасуы.

 

газды термиялық тозаңдатып қондыру әдістері  энергия түрі, тозаңдатып қондырылатын материалдың жылу көзі, механикаландыру мен автоматтандыру дәрежесі бойынша қорғау, бөлшектердің мезгіл мезгіл ағыны бойынша жіктеледі.

Энергия түрі бойынша электрлік энергияны пайдаланумен  (газды электрлік әдістер) және жылулық энергиясы жанғыш газдардың жану есебінен (газды жалынды әдіс) түзілетін әдістерге ажыратылады.

Тозаңдатып қондырылатын материалды қыздыру үшін  келесі жылу көздерінің түрлері пайдаланылады: доғаны, плазманы, жоғары жиілікті разрядтар және газды жалын. Осы әдіске сай тозаңдату аталады: электрдоғалық металдандыру, плазмалық тозаңдату, жоғары жиілікті металдану, газды жалынды тозаңдану, детонациялық-газды тозаңдату. Алғашқы үш әдіс газды электрлікке жатқызылады, соңғысы –газды жалындыларға.

 

Булы фаза

Тозаңдатушы газ

Тозаңдатушы газ

Тозаңданатын материал

1-cурет. Жабынды газды термиялық тозаңдатып қондыру процесінің схемасы: 1 –бөлшектеу генераторының соплалық бөлігі; 2 – екі фазалық ағын; 3 – жабын; 4 –тозаңдатып қондыру беттінің элементі.

j — ағынның тарау бұрышы;  a — тозаңдатып қондыру бетімен кездесу  бұрышы; d_пн – дақты тозаңдатып қондыру диаметрі; t_и – тозаңдатып қондырылатын бұйым температурасы; l – өтетін жерлерді жабу; L – тозаңдатып қондыру арақашықтығы, L_н – бастапқы участік; L_o – ағынның негізгі участігі.

 

 тозаңдандырылатын материал түрі бойынша ұнтақты, сымдық (өзекшелік) және біріктірілген тозаңдандыру тәсілдері қолданылады.

Қорғау түрі бойынша: процесті қорғаусыз, жергілікті қорғаумен және қымтаулы  герметичных камерларда ортақ қорғаумен. Ортақ қорғау кезінде процесті қалыпты (атмосфералық), жоғағы қысымдарда және қозуларда (төмен вакуумда) жүргізуді ажыратады.

процесті механикаландыру мен автоматтандыру дәрежелері. Қол тәсілінде тек тозаңдандырылатын материал беру механикаландырылған. сонымен қатар  механикаландырылған тәсілдерде тозаңдандырылатын бұйымға қатысты тозаңдандырғыштың қозғалуы қарастырылған.

Ағынның периодтылығы. Тозаңдандыру әдістерінің көпшілігі бөлшектердің үздіксіз ағынымен іске асырылады. Кейбір әдістер үшін процесті тек циклды жүргізу мүмкін болады. Жабын тозаңдандатудың импульсті режимде үзілістермен кезектесіп қплыптасады.

 

газды термиялық тозаңдату параметрлерініңпроцесс тиімділігіне әсері

Тозаңдатқыштың параметрлері. Оның ең маңызды параметрлері – бұл конструктивті ерекшеліктер мен соплалы қондырғының өлшемдері. Тозаңдантушы бөлшектердің жылдамдығы негізінен сопланың диаметр мен ұзындығынан және оның қырларынан анықталады. Конструктивті параметрлер тозаңдатқыштың жылулық ПӘК үлкен әсер етеді:

h_т.р. = W_т / W_р                    W_т —  жылу көзінің қуаты

W_р —  тозаңдатқышқа берілетін энергия

тозаңдату әдісі мен тәсіліне байланысты тозаңдатқыштың  жылулық ПӘК 0,3 – 0,9 аралықта болады.

Тозаңдату режимінің  энергетикалық параметрлері ішінде процестің тиімділігіне ең үлкен әсерді тозаңдатқышқа берілетін энергия,  тозаңдандырушы газдың табиғаты мен шығыны анықтайды.

Тозаңдандырылып қондырылатын материалды қыздырудың тиімді ПӘК  есептелінеді:

h = DH_ч / W _т = DH_ч / h_т.р. W_р              DH_ч – тозаңдандырылатын бөлшектер энтальпиясы.

газды термиялық тозаңдатып қондыру әдістерінде қыздырудың тиімді ПӘК 0,05-0,9 құрайды.

тозаңдандырылатын материалдың параметрлері және оны енгізу шарты. Бұған  относятся  тозаңдандырылатын материалдардың физика-химиялық қасиеттері, сымның және ұнтақты бөлшектердің диаметрі, сонымен бірге оны қыздыру мен тозаңдатып қондыру аймағына беру жылдамдығы.

Беру жылдамдығы максималды таңдап алынады, әдетте 2-10 мм/см. Ұнтақтармен тозаңдату кезінде бөлшектерінің диаметрі 10-200 мкм ұнтақтар қолданылады.

Ұнтақты беру жылдамдығы жылу көзінің энтальпиясы шамалы төмендеуі шартынан таңдап алынады. Бұл параметр материалды пайдаланудың коэффициентінің мксималды мәні бойынша   эксперименталды анықтайды. Ұнтақ шығыны 0,3-3 г/с құрайды.

Тозаңдандырудың сыртқы шартын сипаттаушы параметрлер. Мұнда қоршаған ортаның қысымын, тозаңдандыру арақышықтығын,  жабын жүргізу процесіндегі бұйым температурасын, тозаңдандыру бұрышы, тозаңдандыру дағын жылжыту жылдамдығы, бет пішінін, тозаңдандырылатын бұйым өлшемі және т.с.с.

тозаңдандыру қашықтықтығы L үлкеюімен бетке жақын жердегі температура мен бөлшектерді тозаңдандыру жылдамдығы төмендейді. Тозаңдандырушы бөлшектердің журу ұзындығының өсуі  олардың тотығуымен және газдармен қанығуымен байланысты болуы мүмкін. Тозаңдандырушы бұйымдардың температурасы процестің тиімділігіне үлкен әсер етеді. Оның үлкеюімен  тозаңдандыру t_п  температура өседі және бөлшектер түйісуінің температурасы t_к жоғарлайды және түйісу кезіндегі тозаңдандырылатын бөлшектердің белсенді әсерлесу уақыты жоғарлайды. Тозаңдану процесін жүргізу кезінде жалпы жоғары біркелкі  бұйымды қыздырумен тозаңдатып қондыру жабынның максималды жоғары сапасын алу мүмкін болады. Бұйымды қыздыру температурасы 200 – 300^оС аспайды. Қатты қыздырып жіберу кезінде беттің тотығуы байқалады. температураның біркелкілі болмауықозған күйдің пайда болуына әкеп соғады.

Тозаңдату бұрышы  40 – 90^оС аралықта таңдап алынады, жақсы нәтижелер тозаңдатып қондыру бетіне ағынның қалыпты әсері кезінде алынады.

Тозаңдату дағының жылжу жылдамдығы процестің тиімділігіне елеулі әсер етеді, оның үлкеюімен қалыңдығы бойынша  біркелкі жабындар алады, бұйымның қызып кету мүмкіндігі азаяды. Әдетте жылдамдықты 0,1 – 0,5 м/с аралықта таңдап алынады.

процестің тиімділігіне беттің пішіні және әсіресе тозаңдатылатын бұйымның өлшемдеріне әсер етеді. Кіші өлшемдерде коэффициенті күрт төмендейді материалды пайдалану,  қыздыру байқалады және т.с.с.

Тозаңдану параметрлері  екі фазалы гетерогенді ағын жүйесінің  – тозаңданатын бет термодинамикалық күйін анықтайды.

Екі фазалы ағын параметрлеріне жатады: температура, энтальпия және газды ағыс пен бөлшектер тасқын жылдамдығы, ағыс пен тасқын бөлшектерінің таралу бұрыштары, бөлшектер тасқынының тығыздығы.

Тозаңдатып қондыру беттерінің параметрлері әдетте тозаңданатын бұйым температурасы мен тозаңдатқыш дағының температурасынан тәуелді болады, температураның жоғарлауымен тозаңдатқыш дағында бөлшектердің түйісуі кезінде берік байланыстардың түзілуі жеңілдейді.

процестің тиімділігіне параметрлердің әсері. Тозаңдатып қондыру технологиялық процесінің  тиімділігі деп бірінші кезекте жабын сапасы, берілетін энергияны пайдалану коэффициенті мен  өнімділігі.

материалды тозаңдату үшін  энергияны пайдаланудың тиімділігі тозаңдандырылатын бөлшектер тасқыны энтальпиясының энергияның жалпы шығындарына қатынасымен анықтайды:

h_э.р. = DH / W _э                   h_э.р = тозаңдату процесінің энергетикалық ПӘК

Тозаңдату кезінде тек тасқынның жартысы ғана жабынға өтеді. Тозаңдандырылатын материалдың шығынын бағалау үшін тозаңдандырылатын материалды пайдалану коэффициенті енегізіледі, ол мынаған тең

К_м = G_н.м./ G_р.м.           

                                                         G_н.м –тозаңданатын материал массасы

G_р.м. –тозаңдандырылатын материал массасы

К_м есепке алумен тозаңдандыру процесінің энергетикалық ПӘК  былай келтіруге болады:

h_э.р. = (DH / W _э)К_м

тозаңдандыру процесінің өнімділігі негізінен берілетін энергияның шамасы мен материалды пайдалану коэффициентінің мәнінен және тозаңдандыру процесінің энергетикалық ПӘК тәуелді болады.

 

Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2]

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары:

1. Бөлшектердің соққылық әсерлесуі.
2. Бір қабаттық және көп қабаттық газды термиялық жабындардың қалыптасуы.
3. Жабынды газды термиялық тозаңдату үшін қондырғыны жинақтау.

 

6-тақырып. Жабынды вакуумды конденсациялық жүргізу.             (2 сағат)

 

Дәріс жоспары:

1. Әдістерді жіктеу.

2. вакуумды конденсациялық жабынды қалыптастыру.

3. ВКЖЖ  негізгі параметрлері және процестің тиімділігі.

 

вакуумды конденсациялық жабынды жүргізудің (ВКЖЖ) процестер әдістері мен технологиялық ерекшеліктерін жалпыландырылған схемасы 1-суретте берілген. вакуумды конденсациялық жабын жүргізу кезінде  атомарлы, мо­лекулалық немесе иондалған күйде болатын  тасқыннан түзілетіндігі белгілі. Жабынға қалыпты және жоғары энергия мен  энергияның кең диапазонынды иондарымен бейтарап және қозған бөлшектер (атомдар, молекулалар, кластерлер) көшеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

1-сурет. вакуумды конденсациялық жабын жүргізудің

процесінің жалпыланған схемасы (φ – бөлшектер тасқынының тарау бұрышы): 1 – базалық

плита; 2 – камера; 3 – буланатын (тозаңдандырылатын) материал; 4 –материалды тозаңдандыру үшін энергия беру; 5 – конденсациялаушы бөлшектер тасқыны; 6 – жапқыш; 7 – өңделетін бұйым; 8 – жабындар; 9 –жұмыс газының ағызғышы; 10 – экран; 11 – коммуникациялық тесік

 

Бөлшектер тасқынын материалға әртүрлі энергетикалық көзбен тікелей әсер етумен оны буланудырумен немесе тозаңдатумен алады. Жүргізілетін материал бөлшектерінің тасқынын термиялық булану, жарылыспен булану әдісімен – тозаңдатумен және ионным қатты материалдарды тозаңдатумен. Жүргізу процесі  қатты қымталған камераларда 13,3-13,3 • 10~³ Па қысымда жүргізеді, соның арқасында бөлшектердің еркін жүрісінің қажетті ұзындығын және атмосфералық газбен әсер етуден процесті қорғауды қамтамасызетіледі. Бөлшектерді конденсация бетіне бағытта көшіру булы фазаның парциалды қысымдарының айырмашылықтары нәтижесінде іске асырылады. Тозаңдату бетіне жақын жердегі будың өте жоғары өте жоғары қысым (13,3 Па және үлкен) бөлшектерді бұйым беті бағытында жылжуын себептестіреді, мұнда бу қысымы ми­нималды (1-суретте сілтеуішпен көрсетілген). Көшірудің басқа күштері  иондалған күйде бөлшектер тасқынында әсер етеді; иондалған бөлшектер  үлкен энергияға ие болады, бұл жабын түзілуді жеңілдетеді.

вакуумды конденсациялық жүргізу әдістері әртүрлі белгілері бойынша жіктеледі:

— жабын материалынан және бөлшек қалыптасуынан тасқын алу тәсілімен: қатты немесе балқыған күйден материалдың термиялық булануымен, жарылыс (қарқындатылған) булануымен — тозаңдатумен; қатты материалды ионды тозаңдатумен;

— бөлшектердің энергетикалық күйі бойынша: әртүрлі энергетикалық күйімен бейтарап бөлшектермен жүргізу (атомдармен, молекулалармен); иондалған бөлшектермен, иондалған тездетілген бөлшектермен (шынайы жағдайдатасқында әртүрлі бөлшектер болады);

— камераның қалдық газдарымен бөлшектердің өзара әсерлесуі бойынша: инертті сиретілген ортада немесе жоғары вакуумда (13,3 мПа) жүргізу; белсенді сиретілген ортада (133-13,3 Па).

камераға белсенді газдарды енгізу вакуумды реакциялық жабын жүргізу тәсіліне көшуге мүмкіндік береді. Тасқындағы немесе конденсация бетіндегі бөлшектер белсенді газдармен химиялық әрекеттесуге түседі (оттегімен, азотпен, оксидпен, көміртегімен және т.б.) және сәйкес қосылыстар түзеді: оксидтер, нитридтер, кар­бидтер және т.б.

вакуумды конденсациялық жабын жүргізудің жіктелуі 2-суретте көрсетілген. Әдіс пен оның түрлерін (тәсілдерін) таңдау экономикалық тиімділік, өнімділік, басқарудың өсуі, автоматтандыру және т.б. есепке алумен жабындарға қойылатын талаптармен анықталады.  Вакуумды конденсациялық тозаңдатушы (плазмамен стимулдау) тасқынды иондаумен жабын жүргізудің келешегі бар.

Вакуумды конденсациялау әдістерімен алынған бұйымдарға  келесі негізгі талаптар қойылады; қазіргі заманғы өнеркәсіппен қойылатын талап өлшемдеріне сәйкестік; процесс температурасында бұйым материалының қаныққан буларының төмен қысымдары; жабынның адгезиялық беріктігін жоғарлату үшін бетті қыздыру мүмкіндігі.

Жабындарды вакуумды конденсациялық жүргізу техниканың әртүрлі салаларында кең қолданылады. Вакуумды реакциялық процеспен әртүрлі тағайындалған бұйымдарға тозуға төзімді жабындар жасалады: үйкеліс буларында, престік және кескіш құрал-саймандарда және т.б.

Вакуумды конденсациялық жүргізу жоғары физика-механикалық қасиеттері бар жабын алуға мүмкіндік береді; синтезделген қосылыстардан (карбидтер, нитридтер, оксидтер және т.б.); жұқа және біркелкі; беорганикалық ма­териалдардың кең класан пайдаланумен.

Вакуумды конденсациялық жүргізумен байланысты технологиялық процестер қоршаған ортаны ластамайды және  экологияны бұзбайды. Бұл қатынаста олар жұқа жабын жүргізудің химиялық және электрхимиялық әдістерінен пайдалы айырмашылығы болады.

Вакуумды конденсациялық жүргізу әдісінің кемшіліктеріне өнімділігі төмен процесті жатқызған жөн (конденсация жылдамдығы 1 мкм/мин жуық), повышенную сложность технология мен жабдықтың жоғары күрделі, тозаңдатудың, буланудың және конденсацияның  энергетикалық коэффициенттерінің төмен көрсеткіштері.

 

2-сурет жабын жүргізудің  вакуумды конденсациялық әдістері мен тәсілдерін жіктеу

 

жабынды вакуумды конденсациялық жүргізу процесін үш кезеңде қарастырған жөн: 1) конденсациялық фазаның (қатты немесе сұйық) газ тәріздіге (бу) көшуі; 2) конденса­ция бетінде тасқынның түзілу және бөлшектердің көшуі; 3) бұйым бетінде-жабын түзілу —  бу конденсациясы.

Сапалы жабын алу үшін процестердің жүруінің оңтайлы жағдайын тікелей жасаумен оларды икемді басқару қажет. Алғашқы екі кезең айтарлықтай шамада үшінші кезеңді анықтайды, бұл жабындардың шөгу жылдамдығын анықтайтын формуладан шығады (v_n):

тозаңдатудың (булану) нүктелік көзі үшін косинус заңы

;

 

тегіс көз үшін

 

 

 

мұндағы — тозаңдату (булану) жылдамдығы; S – тозаңдату ауданы;  — бөлшектер тасқындары бағытымен тозаңдату беті мен нормаль арасындағы бұрыш; L – бөлшектер көшуінің арақашықтығы;  — бөлшектер тасқындары бағыты мен тозаңдату бетіне нормаль арасындағы бұрыш.

Бірінші кезеңде реттелуші жылдамдығын және булану (тозаңдату) ауданын  сұйық немесе қатты бөлшектер түрінде фазаның конденсациялану тасқынында болмауын қамтамасыз еткен жөн. Екінші кезеңде   бу фазасының ионданудың максималды дәрежесімен тасқын құру қажет, соның арқасында  бөлшектер энергиясының жоғарлауы үшін және тасқындарды басқару (фокустау, ауытқу) және т.б. жағдайлар жасалады.

 

Бөлшектер тасқынын қалыптастырудың жалпы заңдылықтары

Жабынды вакуумды конденсациялаумен жүргізу кезінде бұйым бетіне, атомарлық, молекулалық немесе иондалған күйдегі ертеректе көрсетілгендей бөлшектер тасқыны келіп түседі. Осымен қатар тасқында кластерлер немесе басқа түзілістер түрінде кон­денсацияланған  фазаның қандайда бір мөлшері болады. Жабынның қалыптасуы бетте бөлшектердің конденсациясынан басталады. Бұл кезде жүретін процестер  адсорбциялыққа ұқсас, беттік атомдардың өтелмеген күштерімен туғызылған беттік кернеулермен себептескен беттік күшті өріспен өзара әсерлеседі. Теңестірілмеген беттік атомдардың концентрациясының жоғары деңгейі тасқыннан келіп түсетін конденсацияланатын бөлшектердің бекуін жеңілдетеді. Тасқынның барлық бөлшектері конденсация бетімен ұсталады; олардың кейбірі шағылады, басқалары, бет бойымен көше отырып, термодинами­калық тұрақтылықтың әртүрлі дәрежесімен шоғырлана отырып  өте қолайлы участіктерде жиналады.

3-суретте конденсация бетінде жабын түзілуінің процесі сызбалы көрсетілген. конденсация бетіне келіп түсетін бу тасқынының бөлшектері, жоғар энергети­калық деңгейге ие болады. Осыған байланысты бөлшектер (атомдар, иондар мен т.б.) бетпен ұсталуы немесе шағылуы мүмкін. Бөлшектерді ұстау олардың конденсациясын білдіреді — газ тәрізді сұйық немесе қатты күйге көшеді. Көшу ықтималдығы конден­сацяның коэффициентін сипаттайды және а_к – бетте бекіген бөлшектер  мөлшерінің  тасқыннан бетке түсетін бөлшектердің жалпы мөлшеріне қатынасын. Бетке соғылатын әрбір бөлшек, онымен энергиямен алмасады және бетпен бөлшектердің соғысуы кезінде алмасатын  энергияның орташа үлесі, термиялық аккомодация  коэффициентін анықтайды –

мұндағы Т₁ және Т₂ —сәйкесінше тасқын бөлшектерінің түсетін және шағылатын орташа балама температуралар;  Т₀ — конденсация бетінің орташа температурасы.

3-сурет. конден­сация бетіндегі тасқын бөлшектерінің өзара әсерлесу процестері:

1 — адсорбция; 2- беттік диффузия (көшу); 3 — кластерлердің пайда болуы; 4 – бөлшектердің шағылуы (қайта булану); 5 — жаңа фазаның жаратылуы (критикалық түйіршіктің); 6 — тасқынның конденсацияланған фазасының бетіне көшу

 

Жабынның қалыптасуы

Адсорбцияланған атомдар (адатомдар), бет бойымен көше және бір бірімен әсерлесе отырып, флуктуация нәтижесінде  термодинамикалық тұрақты жаңа фазаның түйіндері – критикалық түйіндерді біріктіреді. конденсация бетінде  потенциалдық шұңқырларда  есе атомдар арасындағы  арақашықтықта түйіндердің түзілуі ықтималы. Түйіндер ішіндегі атомдарда  химиялық байланыстар күші әсер ете бастайды, нәтижесінде атомдардың тығыз орамымен кристалдар түзіледі. Критикалық түйіндердің түзілуі беттік энер­гияның үлкеюімен байланысты, бұл олардың тұрақсыз күйімен себептеседі. конденсация жағдайына байланысты  микроскоптық аралшалар түрінде термиялық тұрақты жаңа фазаныңыдырауы немесе түзілу мүмкін. Түйіндер түзілуі  бу тасқынынан жабын түзілу бетіне түсетін конденсациялау фазасының базасында (қатты немесе сұйық) жүруі мүмкін. Жалпы жағдайда критикалық түйіндердің түзілуі мүмкін:

— бу тасқынынан бөлшектерді тура ұстаумен;

— конденсация беті бойымен атомдардың көшуі;

— бу тасқынынан переходом конденсацияланған  фазаның.

Бу тасқынынан жабын түзілу кезінде критикалық түйіндер түзілуінің  механизмдері мен кинетикасы көбінесе кристалдық сұйық кезінде критикалық түйіндердің түзілуіне ұқсас. Пайда болатын кристалдану орталықтарының  мөлшері көлемде және жылдамдықта олардың өсуін қатты дененің құрылымдық күйі анықтайды.

Осылайша, бетте  конден­сацияланған аралшалардың пайда болуы ированной фазы жабын өсуінің бастапқы кезеңін білдіреді. Аралшалардың түйісуі мен олардың өсуі (коалесценция) миграция, сол сияқты түзілген аралша бөлшектерінің ығысуынсыз өсу есебінен қол жетеді. Өсіп келе жатқан түйіндерді қоректенуі негізінен беттік диффузия нәтижесінде. Бөлшектердің түйіршіктерге тура келіп түсу ықтималдығы аз. Жеке аралшалар арасында жаңа түйіндік түзілістер туындауы мүмкін. Жоғары температураларда аралшалардың өсуі тамшылардың қосылуына ұқсас. коалесценцияның қозғаушы күші болып өзара әсерлесуші жүйенің   еркін энергиясының азаюы табылады.

Теориялық және эксперименталды зерттеулер құрылымдық жабынның түзілуінің төрт схемасын бөлуге мүмкіндік берді:

1- схема үш өлшемдітүйіндердің пайда болуы; олардың оқшауланған өсуі (аралдық) және келесі коалесценция. Түзілуші құрылым диэлектриктер мен жартылай өткізгіштер бетінде шөккен жұқа металл жабындарға және қабыршақтарға тән.

II — схема жабынның қабаттық өсуі, негізгі материал мен жабынның туыстық үйлесімділігі үшін тән.

III— схема аралша бойымен жабынның қалыптасу механизмімен келесі өсумен екі өлшемді түзіуді білдіреді.

IV— схема адсорбцияланған атомдардың шектеулі диффузиясының нәтижесінде екі өлшемді қабаттардың реттік қалануының арқасында крис­талдардың тік (бағаналы) өсуін себептестіреді.

Әсіресе булы фазадан кристалдардың өсу сипатына беттік конденсацияның температурасы ерекше әсер етеді. кристалдар өсуінің әртүрлі  модельдерді төменде конденсациялық жабындардың негізгі көрсеткіштеріне процесс  параметрлерінің  әсерін бағалау кезінде қарастырылатын болады.

құрылымды реттеудің шарттары мен параметрлерін өзгертумен  кристалдар қалыптасуының  механизмдер заңдылығы мен  кинетикасын анықтауға мүмкіндік береді, демек,  шөккен жабындардың қасиеттерінде.

Булы фазадан түзілетін кри­сталлиттер мен жабын құрылымы тепе теңдіктің болмауының жоғары дәрежесімен және әртүрлі ақаулардың үлкен көлемімен ерекшеленетіндігін зерттеулер көрсетті. Әсіресе, бұл конденсация бетінің төмен  температураларында жабын түзілу жағдайына және бу тасқынында төмен  энергетикалық күйдегі атомдардың болуы жатады.

 

Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2]

СДЖ үшін  бақылау тапсырмалары:

1. материалдардың әртүрлі топтарынан жабын жүргізу кезіндегі булану, тозаңдату мен конденсацияның физика-химиялық процестері.
2. Жабынды вакуумды конденсациялық жүргізу үшін арналған жабдық.

 

7-тақырып. Балқығын күйден жабын жүргізу. Эмаль қабатын жүргізу. (3 сағат)

 

Дәріс жоспары:

1. Жабындарды қалыптастыру сүлбесі. Балқыманы сулау.

2. Балқыған материал қаптамасының ауа қабатымен әсерлесуі.

3.Балқыған күйде жабындарды енгізу әдістерінің технологиялық ерекшеліктері

 

Беттерді қалыптастырудың жалпы сұлбасы 1-суретте көрсетілген. Балқығын материал жабынының, негізгі бұйым материалының бетімен әсерлесуінің екі түрі бар: бұйымның бетін балқыту және балқытпау арқылы. Сулану кезеңінде материалдың балқыған қаптамасы, материалдың қатты бетімен әсерлеседі, сондықтан бұл процесс қаптамаларды пішіндеуде уақытқа байланысты болады. Сулану бет күйіне, ең бірінші, температурасына, оның ластануы мен кедір-бұдырлығына байланысты болады. Сонымен қатар, матеиал жабынының және материалдың физика – химиялық құрылымы да едәуір әсер етеді. Тәжірибе жүзінде сулау үрдісі максималды жоғары температурада жүзеге асады. Термиялық белсенділікпен қатар, әсіресе майлы және басқа да ластану жағдайында, жоғары дәрежелі тазартуда термодинамикалық тепе – теңдіктен беткі атомдарға техноглогиялық әдістер қолданылады.

Қатты бетті сулау негізіне адгезиялық процесстер жататыны белгілі.

 

1-сурет. Балқыған жабындарды қалыптау: негізгі металл балқымаған (а), балқымаған (б) күйлерінде: l   — бұйым өлшемі; δ_п – жабын қалыңдығы; δ_р— балқыма қалыңдығы.

 

Сұйық және қатты фазалар арасында адгезиялық әсерлесу сұйықтың тереңдігінде (малекулалар немесе малекуладан біраз үлкен өлшем бойынша) тарайды, кейін когезиялық әсерлесуге өтеді. Қатты беттен сұйықты шығырғанда адгезиялық, не болмаса когезиялық немесе адгезион-когезиалық үзіліс пайда болуы мүмкін.Тәжірибеде қатты дене жабынының сұйықпен әсерлесуінде екі түрі орын алады:  сұйық көлемінің шектелген адгезиясы – тамшы адгезиясы (2-сурет) және көп мөлшерерлі сұйық адгезиясы. Бір – бірімен түйіскен фазаларды айыру жұмысы:

W=W_aS

мұнда W_a – адгезионды беттік энергия; S – түйісу ауданы. Тамшы адгезиясы кезінде S шамасы – тамшының жабынмен түйіскен жерінің ауданына тең болады.

Адгезия және сулау – екеуі де сұйықтың дене бетімен түйіскен жерінде пайда болатын бір құбылыстың екі жағы. Адгезия – өзара әсерлесудің себепшісі болса, сулау – осы әсерлесудің нәтижесі.

Қатты дененің сулау периметрі бойымен сұйық тамшысына (балқымаға) үш беттік керілуі әсер етеді: σ_т-г, σ_ж-г, σ_ж-т (2-сур.)

Қатты заттың беттік керілуі –газ σ_т-г,сұйықтың қатты бетпен түйісу ауданын жоғарылататы  және тамшының ағуына себеп болады.

 

2-cурет. Суланатын (а) және суланбайтын (б) қатты дененің бетіндегі сұйық тамшысы (беттік керілу: σ_т-ж –қатты дене – сұйық, σ_ж-г-сұйық – газ, σ_т-г— қатты дене – газ;   θ- суланудың шеткі бұрышы)

 

Беттік керілуде σ_ж-г керісінше, беттік керілу тамшының ағуына кедергі жасайды және сұйық пен қатты дене арасндағы шекараны азайтуға ұмтылады. Қатты денеге белгілі θ бұрышымен бағытталған  беттік керілу, сұйық пен газ σ_ж-г, арасындағы шекарада тамшының бетін кемітеді.Тамшшының тепе-теңдік талаптарының теңдігі төменірек үш нұсқада көрсетілген (Юнг модулі):

σ_ж-г соs θ = σ_т-г — σ_ж-т  

σ_т-г= σ_ж-г+ σ_ж-г соs θ

соs θ=( σ_т-г — σ_ж-т )/ σ_ж-т

    Келтірілген фундаментальді теңдеулер басты термодинамикалық мөлшер – сулаудың шеттік бұрышпен түйісетін фазалардың σ_т-г, σ_ж-г, σ_ж-т беттік керілуі  θ -сулау процессінің негізгі сипаттамаларының бірі.

Әдетте шеттік бұрыштардың мәндерін эксперименталды белгілі әдістермен анықтайды. Егер 0< 90^о болса қатты беттер жақсы суланады, ал Q > 90^о болған жағдайда суланудың шегі білінеді. Суланудың шеттік бұрышының мәні түйістіретің фазалардың құрылымынан олардың ластануына, қоспаларына және басқа да факторларға байланысты.

Егер қатты бұйымның беттік сулануы қанағаттандырылмайтын болса, балқыту арқылы сапалы бет алуға болмайды.

Беттің дайындалуына қатаң талаптар қойылады: беттің тек ластанудан тазартылуы ғана емес, сонымен қатар активация мүмкіншілігі.Үрдіс алдында  температураға назар аудару қажет. Бейорганикалық матералдардан жабындарды орналастырғанда беттің термиялық активациясы көп жағдайда маңызды роль атқарады. Материал жабынының бет бойыншаағуы температура сулану шегінен асқанда жеткенде болады.

Адгезия, балқыманың бетпен ағуы мен сулануы оның микрорельефі – кедір – бұдырлығына байланысты. Тегіс бетке қарағанда кедір – бұдырлы беттің сулануының бірнеше, негізгі көрсеткіштің өзгеруіне алып келетін, адгезия мен сулануды сипаттайтын ерекшеліктері бар. Шығыңқылық пен кедір – бұдырдың болуы түйіспелі әсерлесудің ауданын арттырады. Кедір – бұдырлы беттердің сулануы 3-суретте көрсетілген.

Физикалық әсерлесудің артуы энергияның меншікті бос бетінің және сәйкесінше, беттік керілудің пропорционалды артуына алып келеді. Кедір – бұдырлы σ^ш_т-г  және тегіс σ_т-г жабынның беттік керілуінің байланысы мына түрде көрсетілген:

σ^ш_т-г  =R Δσ_т-г;  σ^ш_т-г  =RΔσ_т—ж;

мұндағы σ^ш_т-г;  σ^ш_т-г  — кедір бұдырлық үшін, қатты дененің беттік керілуі; RΔ-кедір бұдырлдықтың ауданының қанша рет артатынын көрсететін коэффициент (RΔ>1).

 

3-сурет. Тегіс (а) және кедір – бұдырлы (б) беттердегі сұйық тамшысы.

 

Егер жабын балқымамен жақсы әрекеттесіп және сұйық тегіс емес жерлерге жақсы сіңсе, онда:

соs θ^ш> соs θжәне соs θ^ш< θ

Егер жабын балқымамен нашар әрекеттессе, керісінше болады.

Кедір – бұдырлықта W сұйықтың адгезиялық жұмысы:

W = σ_ж-г+ σ- σ

W = σ_ж-г+ RΔ ( σ- σ)

Сұйықтың бет бойымен қозғалысы көбіне беттің шығыңқылығына байланысты болады. Беттің кедір – бұдырлығы шығыңқылығы сұйық қозғалысына кедергі келтіреді. Сұйықтың бет бойынша қозғалысы термодинамика бойынша қарастырады. Беттік энергияның төмендеуі кедір-бұдырлыққа байланысты мына теңдеумен беріледі.

және

мұндағы  — кедір – бұдырлықтың беттінің шеттік бұрышы.

 

Жабынның балқыған материалымен атмосферамен әсерлесуі

Балқыған күйдегі жабында жағуы үшін негізінде металлдар мен металлдық балқымалар, сонымен қатар оксидтік қосылыстар негізінде балқымаларды пайдаланады. Атмосфералық газдармен (оттекпен және азотпен) балқыма күйдегі бейорганикалық материалдар әсерлеседі. Әсерлесуге бейімділік және жоғарғы температукраға дейін қыздырылған негізгі материалдың бетін ескеру керек. Балқыған бетің жағылу әдісіне байланысты газдық қорғанысты (материалға инерті газды жабын), газошлакты және шлакты пйдаланған орынды.Көбіне инерті газдар ішінде аргонды қорғаныс тиімді. Технологиялық процесстер арасында қорғаныс функциясын азот, сутегі, көміртектің монооксиді және диоксиді қолданылады. Шлактық қорғаныс – металлдық, металлдық қорғасылыстар және кейбір бейоттекті бейметалдық қорытпалардан жасалған балқыған жабындар үшін қолданылады. Бірнеше компонеттерден тұратын шлактық жүйелерді балқыған материал жабындардың физика – химиялық қасиеттеріне байланысты таңдайды: NH₄Cl, ZnCl және тағы басқалары – цинктар және оның негізінде қорытпалар үшін; NaCl-KCl-NaF-KF және т. б.- алюминь және оның негізіндегі қорытпалар үшін. Шлактық жүйенің балқу температурасы аса жоғары емес болу керек, балқыған материал жабынын жақсы сулау керек және аса жоғары емес тұтқырлықта болуы керек. Жабынды қатайтудан кейін, шлакты пленка түзілген жабынды жеңіл табылатын құралдар бұзылусыз жойылуға тиісті

 

Балқыған күйден жабын жүргізу әдістерінің технологиялық  ерекшеліктері

                                                                 

1.Жабын материалын қыздыру кезінде балқыған күй үшін, оның булануы,

2. Кристализация  процесінде жарық және қуыс түрінде ақаулар пайда болады.

3.Атмосферамен әрекеттестік жабу материалының тотықтануына және оның

4. газ тәрізді элементтермен (H₂,N₂) шылықтыруына  әкеп соғады.

5. Бөлу шегіндегі әрекеттестік осал фазалардың құрылуына әкеледі.

6. Басты материалдың термиялық әсер аймағындағы өтуші барлық процестерді есепке алу керек

Осыған байланысты балқытылған жабулар түсіру үшін балқытуда ыдырамайтын металдар мен олардың қортпасы немесе қосылыстары артығырақ, мысалы көптеген оксидтер және сол негіздегі корытпалар.

Қаптаманы белгілі тәсілдерін келтіруі бойынша топтастырады:

1. Өнімді қысқа мерзімді балқыма ортада батыруда алынған қаптама;

2. Ұнтақталған композиция өнімнің бетіне келтіретін қаптама;

3. Жылу көздерінің концентратты материалының балқуымен құрылатын қаптама.

 

Балқытылған күйден қаптама келтіру тәсілдерінің технологиялық ерекшеліктері

Балқытылған ортада қаптаманы келтіру.

Қаптама балқытылған ортада қысқа мерзімді өнімді батыруда келтіреді.

Қаптама материалы арнайы сыйымдықты ваннада балқытылады, қыздыру көздері болып табылатын резистивті, газды жалынды пайдаланылады. Ванна қабырғалары балқымамен әрекеттеспеуі тиіс. Процесті жүргізу шарты ерітіндіні жолғары температурада қолдануды қиындатады. Қаптаманы  келтіру үшін көбіне жеңіл балқитын металдар мен олардың ерітінділері, әсіресе цинк, алюминий, мыс және т.б. пайдаланылады. Оксидті жүйеден де қаптаманы келтіруге болады. Металдық ваннаның беті флюсті балқыған қабатты ашық атмосферамен әрекеттесуінен қорғайды. Балқытылған материалға қаптамаға қатысты балқу температурасы жоғары емес инертті немесе активті шлакті жүйелерді таңдауда. Қаптаманы ауамен әрекеттесуінен қорғау үшін құралдар ойластырылуда. Қаптаманың қабаты көбінде ерітінді температурасын реттейді. Қалыңдығы бір үлестен бірнеше ондаған микрометрді құрайды. Қаптаманы келтіру қысқа мерзімді болу керек. Интерметалды қосылыстар қаптаманы көбіне осалдандырмайды, мысалы, цинкті қаптама көміртекті болаттарда темір-цинкті қосылыстардан тұрады, бөліну шегінде басты материал – таза цинктің қабаты.

Қаптаманың сапасы көбіне өнімнің бетінің жағдайына байланысты болады, оны дайындау ерітіндімен жақсы суландыру арқылы қол жеткізіледі. Шлакті  жүйе ретінде балқытылған қоспа ZnCl₂  және NH₄Cl  пайдаланылады.

 

 

Батырумен 4-сурет. пластинаға (а), сымға, қаңылтырларға және т.б. (б)

жабын жүргізу схемасы

 

Жабын  материалы арнайы ыдыстарда — ваннада балқытылады, олар үшін әртүрлі қыздыру көздері пайдаланылады: резистивті, газды жалынды пайдаланылады. Ванна қабырғалары балқымамен әрекеттеспеуі тиіс. Процесті жүргізу шарты ерітіндіні жолғары температурада қолдануды қиындатады. Жабындарды ны  келтіру үшін көбіне жеңіл балқитын металдар мен олардың ерітінділері, әсіресе цинк, алюминий, мыс және т.б. пайдаланылады. Оксидті жүйеден де жабындарды ны келтіруге болады. Металдық ваннаның беті флюсті балқыған қабатты ашық атмосферамен әрекеттесуінен қорғайды. Балқытылған материалға жабындарды ға қатысты балқу температурасы жоғары емес инертті немесе активті шлакті жүйелерді таңдауда. Жабындарды ны ауамен әрекеттесуінен қорғау үшін құралдар ойластырылуда. Жабындарды ның қабаты көбінде ерітінді температурасын реттейді. Қалыңдығы бір үлестен бірнеше ондаған микрометрді құрайды. Жабындарды келтіру қысқа мерзімді болу керек. Интерметалды қосылыстар жабындарды мортсынғыштандырады, мысалы, мырышты жабындарды  көміртекті болаттарда темір-цинкті қосылыстардан тұрады, бөліну шегінде басты материал – таза цинктің қабаты.

5-сурет. Мырыш балқымасына батырумен, жабынның микроқаттылығын өзгертумен (I-V) темірде мырышты жабын қабатының орналасу схемасы: I –a-Fe –да мырыштың қатты ертіндісі; II –% Fe масасы  28 -нен 21 –дейін тұрады; III –11,5 – 7 мас. % Fe; IV –6.2-6 мас.% Fe; V –Zn –ғы Fe қатты ертіндісі .

 

Жабындардың сапасы көбіне өнімнің бетінің жағдайына байланысты болады, оны дайындау ерітіндімен жақсы суландыру арқылы қол жеткізіледі. Шлакті  жүйе ретінде балқытылған қоспа ZnCl₂  және NH₄Cl  пайдаланылады.

 

Мырыштану процесінің схемасы.

Жартылай дайын өнімдерді мырыштау  бойынша типтік технологиялық процесі келесі операцияларды кіргізеді: беткі қабатты дайындау, мырыштау, бақылау.

Бетті дайындау  түрлі ластануларды, ең маңыздысы майларды, сонымен қатар тоттануларды жою операцияларын қарастырады. Беткі қабатты дайындаудың соңғы операциясы флюстеу. Осы кезде беткі қабаттан тұз қалдығы және оксидтер жойылады. Нәтижесінде жартылайфабрикаттардың сулануы арта түседі. Флюстелген қабаты алдын-ала кептірілген құбырларды мырыштаудың технологиялық схемасы келесі түрге ие:

1. Құбырлардың кіруін бақылау
2. Құбырларды шаю
3. Майсыздандыру
4. Шаю
5. Уландыру
6. Декапирлеу
7. Шаю
8. Сулы қоспада флюстеу
9. Флюстелген құбырларды кептіру
10. Құбырларды ерітіндіде мырыштау
11. Бақылау

 

Мырышпен қоса басқа да металдарды бетке жағу үшін қолданылады: қалайы, алюминий, мыс және т.б.

Ерітінді кезінде бетке жағу әдісінің негізгі артықшылықтарына мыналар жатады:

• Беттің жоғары сапалылығы;
• Жоғары өнімділік және үнемділік;
• Жұқа, қалыңдығы бірдей беттер алу.

 

Әдістің кемшіліктері:

• Жағылатын материалдың – көбінесе тез балқитын металдардың шектеулі саны;
• Еңбектің ауыр шарттары

 

Еріген ортаға енуі арқылы бетті жағу әдісін мынандай көміртекті болаттардан жасалатын түрлі жартылайфабрикаттарды жасауда коррозияға төзімді қорғаныш бет алу үшін шаруашылық масштабында қолданылады: жапырақ, лента, құбыр және т.б. құралдар.

Ұнтақ композицияларды балқытумен бетті жағудың жалпы заңдылықтары.

Ұнтақ композицияны балқыту арқылы балқыма кезінде бетін түзу технологиясы екі сатыдан тұрады:

1. құралдың бетіне ұнтақ қабаттың жабысуы;
2. ұнтақтың балқуы және беттің түзілуі.

 

6 сурет. ұнтақты композицины балқытумен жабындарды алу схемасы: а- ұнтақты қабаттың бекуі; б-ұнтақты қабатты балқыту.

 

Ұнтақ суспензияны /байланыстырушы және ұнтақ/ құралдың бетіне жағу немесе пульверизация арқылы жүргізеді. Содан кейін жоғары емес температурада 150-350°С, кептіру немесе суыту жүреді. Ұнтақ беттің жабысуы үшін ұнтақ бөлшектерінің газометрлік шаңдануын қолдану ыңғайлы.

Ұнтақ қабатының балқуы кезінде құралды жалпы немесе тек қана беттік қыздыру қолданылады.

 

Эмаль қабатын жүргізу.

Эмаль шликерлері. Эмаль қабатын оксидтер негізінде ұнтақ позицияны балқыту арқылы жүргізеді, метал қосындысын қосу жиі кездеседі.

Шликер дайындау . Шликер /суспензия/ эмаль беттік қабатын өндіруде шығатын материал болып табылады. Ол сұйық және жұқадиспертті қатты  бөлшектердің қоспасынан тұрады. Қатты бөлшектер беткі қабаттың құрамын анықтайды, қалыпты жағдайда бұл оксидтердің күрделі жүйесі. Шығатын оксидтердің қоспасын /шихту/ араластырудан кейін пеште композиция құрамына дейін балқытады, балқыту температурасы 1000-1600°С; гомогенизация үшін ұстау уақыты 2 – 3 сағат және одан көп. Дайын балқыманы суға құяды, бұдан кейін массаның түйіршектелуі жүреді. Соңғы ұнтақтауды түрлі мельницаларда жүргізеді. Алынған жұқадисперсті ұнтақ массасын фритта д.а. Фриттаны дайындау үшін түрлі ылғалды материалдарды қолданады, олар табиғи және синтетикалық болып бөлінеді. Табиғилардың тұрақты химиялық формуласы болмайды. Оларға: кварцты құм /95-99,5 % SiO₂/; дала шпаты; бор /негізі СаО/; магнезит /45-50% MgO/; топырақ, коалин және т.б. жатады.

Синтетикалықтарды химиялық құрамы регламентталған стандартқа сай шығарды. Оларда мынадай мынадай техникалық оксидтер бар: Al₂O₃; Fe₂O₃; CuO; TiO₂; Cr₂O₃; ZnO және т.б.

Ерітіндінің бетінің құрамы өзгеру үшін, физика-химиялық реттеу және технологиялық қасиеті өзгеруі үшін ферритті ұнтақтау процессі оксидті дирменді қосындылар немесе т.б.қосындылар қосады.Шликер дайындағанда сұйықтардан көбінесе,көп мөлшерде жиі суды қолданады.Кейбір шликерлерге спирт және басқа да компоненттерді қосады.

Ұнтақты композицияны балқыту.

Құрғақ опаландырылған ұнтақты қабатты немесе шликерлерді еріту, күйдіру, бұлардың бәрі эмаль жағылған күйдегі екінші кезең болады.Жоғарғы сапалы ерітінділер,жоғарғы адгезиялық және когезиялық тығыз бетті беріктікті алуға мүмкіндік береді.Болаттарда эмальдардың ерітілуі қттекті қоспа құрамына байланысты үлкен аралық температурада (750-1200С)өткізіледі.Балқу кезінде көпіршік түрінде газ бөлінуі мүмкін,бірақ бұл жағдай дефектің пайда болуына әкеледі,бұны «прогаров» деп атайды.

 

Эмальдың құрамы және жіктелуі.

Әртүрлі қолданыста көп мөлшерде эмальдың құрамы өңделген.Эмальды жағу кезеңі екі топқа бөлінеді:1)жер астындағы эмальдар (бірінші бетіне жағу,олар мұнда жұмсартудыңм күрделі аралығын жоғарғы мөлшерде сулануды жән жайылуды иеленеді,сонымен қатар бетін арнайы жақсы металмен жабуды қамтамасыз етеді);2)жабындық эмали (жер астындағы эмальдардың беткі қабатына жағады,олар қажетті пайдаланылатын бұйымның қасиетін қамтамасыздандырады).

Жабындық эмальды аймақтр байынша қолдануда келесі топтарға жатқызуға болады:

-тұрмыстық;

-қышқылға төзімділік;

-қызуға төзімділік;

-термомеханикалық беріктігі жоғарлығымен;

-сәндік

-электрлендіру;

-глазурлы эмальдар т.б.

Бетті эмальды қолданудың басқа да тәсілдері кездеседі, мысалы, суландыру-қорғағыш, өртке қарсы сақтық және т.б.

Фритт құрамын тлдауда және эмальды әртүрлі салада қолдануында кремний оксиді эмальдаң негізгі құрушысы болып келеді,содан кейін сликатты эмаль құрайды,ал басқа оксидтердің жоғарғы концентрциясы бромды, фосфадты, хромды және т.б. бетін эмальмен жабуға мүмкіндік береді.

Глазурмен қаптау эмальмен қаптаудың әртүрлі жолына және 0,1-0,2 мм қабатпен жасалған керамикаларға жағуға тағайындалған. Глазурлар қабатталған беттің сыртына көбірек эффект береді, бұйымдарды агрессивті ортадан беріктігін арттырады.Көбінесе глазурмен қаптау кезінде жалпы теңдеуі мынандай SiO₂+Al₂O₃   85-95 мас% болатын,алюмосликатты иеленеді.

 

 Жылу көздерімен концентрленген ерітінділер бетіне жағу.

Жылу көздерімен концентрленген ерітінділер бетіне жағу өткел түрінде жүргізіледі, онда балқытылған материал жалпақтығы b білікті қалыптастырады. Білікті қаптау Δb әдетте (1/4-1/3)b құрайды(сур.4). Материалды қаптау орныққан және балқытылған  негізгі материалдан құралады. Егерде негізгі материал балқытылған жағдайда балқытылған қабаттың құрылуындағы негізгі материалдардың бөлігі нөлге тең. Көп қолданыстарда қолдануда ,h_n биіктігі бар аздап ерітілген негізгі материалы бар жылу көзі концентрленген ерітінділер алынды(тағайындалды). Ерітілген қабаттың h_n биіктігі бар аздап ерітілен негізгі мтериалы бар жылу көзі концентрленген ерітінділер алынды. Ерітілген қабаттың h_n  білік биіктігі 2-5мм құрайды. Білікті бекіткен жағдайда тереңдігі 1-2 мм (сурет4) созылған ор пайда болады.

Шоғырланған жылу көздері әсер еткенде,негізгі материал жергілікті түрде қызады, әсіресе оның балқу кезінде.Негізгі материалға жылы ағын қарсы бұрылып, онда(3ТВ) термиялық әсерлесу кешені түзіледі. 3ТВ жоғарғы температура аймағында ереже бойынша дәннің дамушылығын байқаймыз, одан құрылымы шыққан ыстық және суық жарықшалар түзіледі.Практикада балқымалар 3ТВ ең аз тартылысқа ұмытылады.

Сурет.Балқыту процесінің сұлбасы:

1-негізгі материал; 2-балқытылған білік; 3-жылу көзінің қозғалыс бағыты; 4-үлгіленген жылу көзі; 5-орныққан металл берілісі; 6-балқытылған металдың балауы (ванночка); 7-теңсіздік оры; 8-термиялық әсер кешені.

 

Жекелеген өлшем былауынан(ванночки) жылу көзінің әсерінен балқытылған металды ығыстыру жүргізіледі,мұнда кристаллизация процессі әсерінен балқытылған материал  білігі түзіледі.Кристаллизация процесі негізгі материалдың балқытылған дәндер базасында өткізіледі, кристаллиттердің негізгіосі негізгі материалға жылудың қарсы бұралу бағытымен сәйкестендіріліп тұспалданған.Кристаллизация кезінде мынандай дефекттер түзілуі мүмкін: ыстық және суық жарықшалар, кеуектік, қоқыс қосындылары және т.б.

Жекелеген балқытылған біліктен бекіту қалыптастыру табиғаты, бекітілген күйде балқыманаң жалпақтығы жіңішке және бірқалыпты күйде алуына кедергі жасайды. Ең аз беттің жалпақтығы 1-2мм, бірақта басқа дажетістікке тек прецизионды технологиялар арқылы жетуге болады.Бетті қорытпалармен қаптауда материалдық материалдар қолданылады, кейде ерітілген металға әртүрлі металл емес тығыз ерітінділер (тугоплавкие) қосындыларын қосады.

 

Балқытылған беттің жіктелуі.

Балқытылған беттің жіктелуі әртүрлі белгілері бойынша жүзеге асырылады. Көбінесе концентрленген жылу көзімен жіктеудің мақсаты, балқытылған металдың және механизация дәрежесінің сипатын қарғау.

Беті балқытылған жылу көздеріне бөліктеудің түрлері:доғалы,газ жалынды, плазмалы, жарық сәулелі, электрлі-сәулелі, индукциялық және электроқоқысты болып келеді.

Балқытылған металды қорғау сипаты бойынша түрленеді:қоқыспен балқыту, газды және газ қоқысты қорғаныс.

Механизация дәрежесі бойынша автоматизация элементтімен механизирленген  балқыма және қолды болып түсіндіріледі.

Ұсынылған әдебиеттер:(1,2)

СДЖ бақылау тапсырмасы:

1.Бетті даға балқыма.

2.Плазмалы, газ плазмалы, жарық сәулелі және электронды сәулелі балқымалар.

 

4.Практикалық тапсырмаларды орындаудың әдістемелік нұсқаулары.

 

1-тақырып. Бетке түсірілген бақылау сапасы (4 сағ).

 

Жұмыс мақсаты: Беттік сапаның сатылық және әдістемелік бақылауын қарастыру, беттің  беріктігіндегі адгезиялық және когезиялық әдістемесін бағалау.

Практикалық сабақ жоспары:

1. Дұрыс көрсеткіштерді анықтаудың жалпы және арнайы бақылау операциясы.
2. Адгезиялық және когезиялық беріктік бетінің сапалық және сандық әдістемелік бақылауы.
3. Қалдық кернеуді бұзушы және бұзбайтын әдістемелік бақылаулар.
4. Беттің кеуектілігі, жалпақтылығын және бірқалыптылығын  анықтау әдістемесі.

 

1. Металлографиялық және рентгеноқұрылымды беттік зерттеулер.
2. Жабындардық функцияналдық қасиеттерін (тозуға төзімділік, қаттылық, тотбасуға төзімділік, ыстыққа төзімділік) бағалау әдістері.

 

Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2]

СДЖ үшін бақылау тапсырмалар:

1. Жабын сапасын бақылаудың кезеңдері мен әдістері қандай?
2. Сапалық көрсеткіштерді анықтаудың жалпы және арнайы бақылау операцияларды қандай  ?
3. адгезиялық беріктік қалай есептелінеді?
4. адгезиялық беріктікті бағалау әдістері қандай?
5. адгезиялық беріктікке қандай факторлар әсер етеді?
6. адгезиялық беріктікті сапалық бағалау үшін қандай әдістер пайдаланылады?
7. жабын материалы когезиялық беріктігі қалай бағаланады?
8. Қалдық кернеулерді бақылау әдістері қандай?
9. жабын материалын қалыптастыруда қандай ережелерді басқышылыққа алған жөн?
10.  Жабынның кеуектілігі деп не аталады? Кеуектіліктің қандай түрлері ажыратылады?
11.  Кеуектілікті анықтаудың қандай  әдістері белгілі?
12.  Жабын қалыңдығы мен бір келкілігін қандай әдістермен анықтайды?
13.  Әртүрлі қалыңдықтың шамасы қалай анықталады?
14.  металлографиялық талдау мүмкіндігі қандай?
15.  Жабынның қызметтік қасиеттерін қандай әдістер бағалауға мүмкіндік береді?
16.  Тозуға төзімділікке сынау әдістері неге тәуелді?
17.  Тозу қарқындылығы қалай анықталады?
18.  Жабынның тотқа төзімділігі деп нені атайды және  оны қалай бағалау керек?
19.  Ыстыққа төзімділік деп не аталады және ол қалайша бағаланады?
20.  Жылулық сынақтың қандай әдістері белгілі және оларды бақылау операциясының кезектілігі қандай  ?

 

2-тақырып Қорғаушы-сәндік жабындардың ескіру заңдылығы

    (3 сағат)

 

Сабақтың мақсаты: ескіру процесіндегі жабын қасиеттерінің өзгеру заңдылығын, қорғаушы-сәндік жабындардың ескіру процесінің термодинамикасын қарастыру

 

Практикалық (семинарлық) сабақтың жоспары:

1. климаттық факторлар мен қоршаған ортаның өзгерту беталыстары.
2.  Ескіру процесінде жабын қасиеттерінің өзгеру заңдылықтары.
3. Ескіру процесінде жабындармен ылғалдың өзара әсерлесу процесінің термодинамикасы.
4. Қорғаушы-сәндік жабындардың ескіру процесінің термодинамикасы.

 

Ұсынылатын әдебиеттер: [3,4]

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары:

1. Қорғаушы-сәндік жабынның ұзақ мерзімді қызметіне  қоршаған ортаның әсері қандай?

2.Жабынның бұзылу механизміне әсер ету факторлары қандай?

3. Ылғалдану процесінде жабынның  ішкі кернеулерінің өзгеру заңдылықтары қандай?

4. Жабын массасы қалай өзгереді?

5. Ылғалдану процесінде жабын деструкция жылдамдығы неден  тәуелді?

6. термоескіру кезіндегі бұзылулардың басты түрлері қандай?

7. термоескіру процесте жабынның ұсталу беріктігі қалай өзгереді?

8. УК-сәулелену әсерінен ішкі кернеу қалай өзгереді?

9. Ылғалдаудың жылуы қалай есептеледі және жабын ескіру шамасы  бойынша ол қалай өзгереді? Жауапты түсіндіріңіз.

10. жабын бетін ылғалдау процесінде энтропияның өзгеруі қалай есептеледі  және оның қандай мәндері жабынның бұзылуы туралы дәлелдейді?

11. Жабынның ылғалдануы мен УК-сәулеленуі кезінде еркін энергия өзгереді?

12. Алынған эксперименттік мәліметтер негізінде жабын қаттылығының өзгеру ылғалданудың ұзақтығынан, жабын қаттылығының

Жабын түрі	Қаттылық, МПа
	Ылғалдану ұзақтығы, тәулік
	0	5	10	15	20
ПВАЦ	47.5	39.5	25	18	12.5

өзгеру жылдамдығының константа тәуелділігін  салу.

13. деструкция белсенділігінің энергиясын есептеп шығару, егер К₁= 1,97∙10^-7с^-1 (Т=243К) және К₂= 4,0531∙10^-4с^-1(Т=303К). Тапсырманы графикалық орындау.

14. Алынған эксперименттік мәліметтер негізінде жабын қаттылығының өзгеру термоескіру процесінде

Жабын түрі	қаттылық, МПа
	термоескіру ұзақтығы, сағ
	0(20ºС)	50(30ºС)	100(40ºС)	150(50ºС)
ПВАЦ	41,14	66,28	61,11	49,46
Полимер — әкті	35,47	53,44	49,28	47,71

ПВАЦ және полимер-әкті жабын үшін термоескіру процесінде жабын қаттылығының өзгеру жылдамдығының константа тәуелділігін  салу.

15. термоескіру процесінің белсендіру энергиясын  есептеп шығару. Тапсырманы графикалық орындау.

 

3-тақырып. Жабынның газды-термиялық тозаңдату технологиясы  (4 сағат)

 

Сабақтың мақсаты: жабынның газды-термиялық тозаңдатудың технологиялық ерекшеліктерін қарастыру

 

Практикалық (семинарлық) сабақтың жоспары:

1. жабынды және оны тозаңдату әдістерін таңдау.
2. газды-термиялық тозаңдату үшін ұнтақтарды дайындау.
3. сымдарды, майысқақ, шнурларды және өзекшелерді дайындау.
4. Тозаңдатылатын бұйым беттерін дайындау.
5. газды-термиялық жабынды өңдеу.
6. газды-термиялық тозаңдатудың технологиялық схемасы.

 

Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2]

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары:

1. Қорғаушы, конструкциялық, технологиялық және сәндік  жабындар қандай талаптарға жауап беруі тиіс?
2. Жабынның құрамы мен қалыңдығын таңдау неге негізделген?
3. Аралық қабаттың ролі қандай? Аралық қабат материалын таңдау схемасы және негізгі көрсеткіштері.
4. жабынның газды-термиялық әдістерін таңдау неге тәуелді?
5. газды-термиялық тозаңдату үшін ұнтақтар түрі қандай?
6. Композициялық ұнтақтар және олардың қасиетінің еркшеліктері.
7. Композициялық ұнтақтар өндіру әдістері.
8. газды-термиялық тозаңдату үшін ұнтақтарды дайындау.
9. сымдарды, майысқақ, шнурларды және өзекшелерді дайындау.
10. Тозаңдатылатын бұйым бетін дайындаудың мақсаты қандай?
11. Тозаңдатылатын бұйым бетін тазарту әдістері.
12. газды-термиялық жабындарды өңдеудің түрлері және оларды пайдалу мақсаттары қандай?
13. газды-термиялық тозаңдатудың технологиялық схемасы қандай?

 

4-тақырып. Жабынды вакуумды конденсациялық жүргізудің  негізгі әдістері (ВКЖП) (4 сағат)

 

Сабақтың мақсаты: жабынды вакуумды конденсациялық жүргізудің  технологиялық ерекшеліктерін қарастыру.

 

Практикалық (семинарлық) сабақтың жоспары:

1. термиялық буландырумен жабынды вакуумды конденсациялық жүргізудің технологиялық ерекшеліктері.
2. Жабын материалын жарылыспен буландыру-тозаңдатумен жабынды вакуумды конденсациялық жүргізудің технологиялық ерекшеліктері
3. ионды тозаңдатумен  жабынды вакуумды конденсациялық жүргізудің технологиялық ерекшеліктері

 

Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2]

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары

1. жабынды вакуумды конденсациялық жүргізу (ВКЖЖ) әдістері нені қамтамасыз етулері тиіс?

2. термиялық буландырумен ВКЖЖ процестің  схемасы және жылу көздері.

3. термиялық буландырумен жабынды конденсациялық жүргізу параметрлері.

4. Буландырғыштың тағайындалуы қандай? Бу тасқындарын алу тәсілдері.

5. Резистивті қыздыру.

6. Жоғары жиілікті индукциялық қыздыру.

7. Электронды-сәулелік қыздыру.

8. Доғалық қыздыру.

9. жабын материалын жарылыспен буландыру-тозаңдатумен ВКЖЖ жалпы заңдылықтары.

10. жарылыспен буландыру-тозаңдатумен әдісінде жылу көздері пайдаланылады?

11. Жабын материалын  ионды тозаңдатумен ВКЖЖ  жалпы заңдылықтары.Атықшылықтары мен кемшіліктері.

12. иондық тозаңдатудың диодты схемасы.

13. иондық тозаңдатудың триодты  схемасы.

14. иондық тозаңдатудың магнетронды схемасы.

15. Иондық-сәулелік тозаңдату.

 

 

6 оқытушымен студенттің өздік жұмысының тақырыптық жоспары

 

ОСӨЖ тақырыбының атауы	Сабақтың мақсаты	Сабақты өткізу түрі	Тапсырма-ның мазмұны	Ұсыныла-тын әдебиет-тер
1-тақырып. Кіріспе. Жабындарды жіктеу. Ішкі және сыртқы жабындар	Берілген тақырып бойынша білімдерін тереңдету	рефераттар-ды қорғау	Реферат	[1-4]
2-тақырып. Қатты дене бетінің физика-химиялық қасиеттері	Берілген тақырып бойынша білімдерін тереңдету	рефераттар-ды қорғау	Реферат	[1-4]
3-тақырып. Жабын жүргізу үшін материалдардың физика-химиялық қасиеттері	Берілген тақырып бойынша білімдерін тереңдету	рефераттар-ды қорғау	Реферат	[1-4]
4-тақырып. Жабын газдытермиялық жүргізу	Берілген тақырып бойынша білімдерін тереңдету	рефераттар-ды қорғау	Реферат	[1-4]
5-тақырып. газдытермиялық  жабын түзу	Берілген тақырып бойынша білімдерін тереңдету	рефераттар-ды қорғау	Реферат	[1-4]
6-тақырып. Жабынды вакуумды конденсациялық жүргізу	Берілген тақырып бойынша білімдерін тереңдету	рефераттар-ды қорғау	Реферат	[1-4]
7-тақырып. Балқыған күйден жабын жүргізу. Эмаль қабатын жүргізу.	Берілген тақырып бойынша білімдерін тереңдету	рефераттар-ды қорғау	Реферат	[1-4]

7 Межелік бақылау және қорытынды аттестация кезеңінде студенттердің білімдерін бақылауға арналған материалдар

 

7.1 Пән бойынша  жазба жұмыстарының тақырыптамасы

Рефераттар тақырыптамасы:

1. Ішкі жабын. Алғашқы материалдың бетке әсер ету әдістері.
2. Сыртқы жабын.
3. Жабын жүргізу кезіндегі бетті дайындау.
4. Жабынды плазмалық тозаңдату.
5. жабынды газды-плазмалық тозаңдату.
6. Детонациялық-газды тозаңдату.
7. Электрдоғалық және жоғары жиілікті индукциялық металдану.
8. материалдардың әртүрлі топтарынан жабынды тозаңдату.
9. материалдардың әртүрлі топтарынан жабынды  жүргізу кезінде буланудың, тозаңдатудың және конденсацияның физика-химиялық процестері.

 

Бақылау жұмыстарының  тақырыптамасы:

1. Жабын жүргізу процесінің  тиімділігінің көрсеткіштері.
2. Қорғаушы-сәндік жабынның ескіру процесінің термодинамикалық параметрлерді есептеу.
3. Жабын жүргізу әдісін таңдау.

 

7.2 Өзін-өзі бақылауға  арналған сұрақтар (тест тапсырмалары) 

1.Жабын сапасының негізгі көрсеткіштері қандай?

2. Жабындарды қандай белгілер бойынша жіктеледі?

3. Ішкі жабын жасау кезінде қандай әсер ету әдістері пайдаланылады?

4. Қандай сыртқы жабындарды ажыратады?

5. Жабын жүргізу процесінің тиімділік көрсеткіштері қандай?

6. Беттік қабаттың пайда болу себебі неде?

7. Беткі  энергия деп не аталады және ол қандай шамалардан

құралады?

8. адсорбция деп не аталады және ол беттік энергияға қалай әсер етеді?

9. физикалық адсорбция және хемосорбция арасында айырмашылық қандай?

10. Материал бетінің физикалық адсорбцияланатын ластаушыларға қандай заттар жатады?

11. Металл жабын қасиетіне оттегімен, азотпен, сутегімен және оттегімен қанығу қалай  әсер етеді?

12. Тотығу реакциясы қандай жағдайда  жүретін болады?

13. металдық өтегіге шығу-тегінің ұқсастығы қалай бағаланады?

14. материал бетінде ылғал қандай күйде болуы мүмкін?

15. газды-термиялық тозаңдату әдістері қандай белгілер бойынша жіктеледі?

16. Тозаңдатқыштың параметрлері қандай? Олар тозаңдатқыштың жылулық п.ә.к. қалай әсер етеді?

17. Қыздырудың тиімді п.ә.к. неге тәуелді?

18. Тозаңдандырылатын материалдың параметрлері қандай?

19. Тозаңдатудың сыртқы жағдайын қандай параметрлер  сипаттайды?

20. технологиялық процестің  тиімділігі деп нені түсінеміз?

21.Тозаңданатын материал шығынын қандай шама есепке алады?

22. Тозаңдату процесінің өнімділігі неге байланысты?

23. Тозаңдату бетімен бөлшектердің өзара әсерлесу кезеңдері қандай?

24. Бөлшектердің түйісу аймағындағы температура неден тәуелді болады?

25. Тозаңдату дағындағы жоғары температура  жабын сапасының көрсеткішіне қалай әсер етеді ?

26. жабынды вакуумды конденсациялық жүргізу кезінде жабын қалай түзіледі?

27. ВКЖЖ әдістері қандай белгілер бойынша жіктеледі?

28.   ВКЖЖ әдісінің артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?

29. ВКЖЖ процесі қандай кезеңдерден тұрады?

30. ВКЖЖ процесінің тиімділігіне қандай параметрлер әсер етеді ?

31. Бұйымның  негізгі материалына бетпен балқыған материал қалай өзара әсерлесе алады?

32. Балқыған материалдан жабын түзу кезінде  қандай процесс лимитеуші?

33. Қатты денені сұйықпен  ылғалдау кезінде қандай беттік керілу әсер етеді?

34. Ылғалдаудың шеткі бұрыш мәні неге тәуелді?

35. Балқыған күйден жабынды жіктеу қандай?

 

7.3 Емтихан билеттері (тестілері)

Тестілер

 

1. Жабын сапасының негізгі көрсеткіштері болып табылады  :

A. адгезиялық және когезиялық беріктік;

B. кеуектілік және қалдық кернеу деңгейі;

C. өнімділік, энергия сыйымдылық және  материалды пайдалану коэффициенті;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E.  А және С жауаптары дұрыс.

1. Жабын жүргізу процесінің тиімділік көрсеткіштері;

A. жабын жүргізудің өнімділігі және  энергия сыйымдылық;

B. жабын материалының сапасы және  пайдалану коэффициенті;

C. еңбек жағдайын және экологияны жақсарту;

D. адгезиялық және когезиялық беріктік; кеуектілік және қалдық кернеу деңгейі;

E. А, В, С жауаптары дұрыс.

1. Дұрыс  тұжырымдаманы көрсету:

A. адсорбция беттік  энергияны үлкейтуге әкеледі;

B. кеуктіліктің минималды мәні жабынның адгезиялық және когезиялық беріктігінің жоғарлауына әкеледі;

C. Ленгмюр изотермасы  полимолекулалық жабын үшін дұрыс;

D. КТР кезінде жабындағы  КТР негізі көп қысудың қалдық кернеуі туындайды;

E. когезиялық беріктік минималды мәні жабын сенімділігін қамтамасыз етеді.

1. тозған бұйым беттерін қалпына келтіру кезінде жабындар пайдаланылады:

A. қорғаушы;

B. сәндік;

C. конструкциялық;

D. технологиялық;

E. қалпына келтіруші

1. Алғашқы беттерді жаңарту мақсатында мына әдістер пайдаланылады:

A. термиялық, механикалық;

B. термодиффузиялық және бөлшектер мен сәуленің  тезе жарушы тасқындарымен  жоғары энергетикалық;

C. қатты фазалық, сұйық фазалық, ұнтақты, атомарлы;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. массаның уақытша көрсеткіші бойынша жабын жүргізу (G_n/τ) обағаланады:

A. жабын жүргізу өнімділігі (Пр);

B. жабын сапасы;

C. энергия сыйымдылық (Эн);

D. жабын материалын пайдалану  коэффициенті (К_м);

E. еңбек жағдайды жақсарту

1. Жүргізілген жабын массасына   жұмсалған энергия,  анықталады:

A.

B.

C.

D.

E.

1. Жабын шығыны мына формула бойынша бағаланады:

A.

B.

C.

D.

E.

1. тұрақты көлем мен температурадағы фазалар бөліну шекарасының  аудан бетінің бірлігі түзілу үшін қажетті  энергия, аталады:

A. энергия сыйымдылық;

B. энергия байланыстар;

C. беттік иондау;

D. беттік энергиямен;

E. иондау энергиясымен

1. Мына формуламен U= σ + q  есептеледі:

A. байланысты энергия;

B. толық меншікті беттік энергия;

C. ішкі энергия;

D.меншік беттік энтропия;

E. дұрыс жауап жоқ.

1. Дұрыс тұжырымды көрсету:

A. жоғары адгезиялық беріктік жабынның қабаттануымен байқалады;

B. хемосорбция белсендендіру энергиясының  максималды мәндерінде  жүреді;

C. қалдық кернеудің өте төмен деңгейі бөліну шекарасында байқалады;

D. адсорбат – қатты дененің немесе сұйықтың беттік қабаты;

E. адсорбция жылуы неғұрлым үлкен болса, адсорбент пен адсорбат молекулалары арасындағы байланыс соғұрлым берік болады

1. Қатты дене немесе сұйықтықтың беткі қабатымен ертіндіден немесе газдардан затты сіңіру аталады:

A. абсорбциямен;

B. окклюзиямен;

C. адсорбциямен;

D. капиллярлы конденсациямен;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. Бөліну шекарасында молекула аралық өзара әсерлесудің  компенсацияланбаған күшіне қарсы жұмысы мынаған тең:

A. байланысты энергияға;

B. ішкі энергияға;

C. меншікті беттік энтропия;

D. меншікті еркін беттік  энергиямен;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. Уақыт бірлігінде бірлік бетке адсорбцияланатын молекулалардың мөлшері, деп аталады:

A. адсорбция жылдамдығы;

B. реакцияның молекулалығы;

C. реакция реттілігі;

D. адсорбция жылуы;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. Тұрақты температурадағы адсорбат концентрациясынан тепе тең адсорбциияның тәуелділігі, деп аталады:

A. адсорбция жылдамдығы;

B. адсорбцияланған молекулалармен беттің толу дәрежесі;

C. белсендендіруші адсорбциямен;

D. адсорбция изотермасымен;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. Ленгмюр  изотермасы мына түрге ие болады , мұндағы θ:

A. температурадан  адсорбент пен адсорбат бөлшектері арасында өзара әсерлесу сипатына тәуелді константа;

B. ылғалданушылық;

C. беттің  адсорбцияланған молекулалармен толу дәрежесі;

D. беттік энергия;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. молекулалардың химиялық өзгеруімен ілеспейтін адсорбция, деп аталады:

A. хемосорбция;

B. физикалық адсорбция;

C. белсендірілетін адсорбция;

D. десорбция;

E. абсорбция

1. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. температураның  жоғарлауы кезінде  хемосорбция процесі шапшаңдайды;

B. біркелік болмаулардың болуы жабынның эксплутациялық параметрлерін жоғарлатады;

C.  кері адсорбция процесі, абсорбция деп аталады;

D. жоғарыкеуектілік жабынның  адгезиялық және когезиялық беріктігіне оң әсер етеді;

E. еркін беттік энергия температураның өсуімен артады

1. химиялық қосылыстар түзілуімен ілесетін қоршаған ортадан сұйық немесе қатты дене бетімен заттарды сіңіру процесі, деп аталады:

A. хемосорбция;

B. физикалық адсорбция;

C. белсендендіруші адсорбция;

D. десорбция;

E. абсорбция

1. Айқын көрінетін бөліну шекарасындағы жабын  беріктігі деп аталады:

A. когезиялық беріктік;

B. беріктік шегі;

C. ұзақ беріктік;

D. адгезиялық беріктік

E. дұрыс жауабы жоқ.

1. Дұрыс пікіорді көрсетіңіз:

A. қалдық кернеудің болуы адгезиялық беріктікті жоғарлатады;

B. температураның өсуімен физикалық адсорбция уақыты көбейеді;

C. адгезиялық беріктік үлгі диаметрі үлкеюімен өсе түседі және жабын қалыңдығы үлкеюімен төмендейді;

D. хемосорбция адсорбат пен адсорбенттің химиялық шығу тегінің ұқстығынан  тәуелді болмайды;

E.  σ = Р/F формула бойынша  кеуектілікті есептеу

1. адгезиялық беріктікті мөлшерлік  бағалау … сынаумен жүргізіледі:

A.  үзуге және кесуге;

B. созу мен ию;

C. июге, тырнауға, жаншуға, циклды соққылы жүктемеге;

D. қаттылыққа;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. адгезиялық беріктіктің сапалық бағалау сынаумен жүргізіледі:

A.  үзуге және кесу;

B. созуға және июге;

C. июге, тырнауға, жаншуға, циклды соққылы жүктемеге;

D. қаттылыққа;

E. дұрыс жауабы жоқ

1.  Жабын материалының беріктігін деп атайды:

A. когезиялық беріктік;

B. беріктік шегі;

C. ұзақ беріктік;

D. адгезиялық беріктік;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. когезиялық беріктіктің мөлшерлік бағалау … сынаумен жүргізіледі:

A. үзу және кесу;

B. созу және ию;

C. июмен, тырнаумен, жаншумен, циклды соқылық жүктемемен;

D. қаттылыққа;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. Барлық үзіктердің көлемінің қатты дененің жалпы көлеміне бірлік үлесіндегі қатынасы  немесе %  деп аталады :

A. кедірбұдырлық;

B. қаттылық;

C. беріктік;

D. кеуектілік;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. Жалпы кеуектілік мына формуламен есептелінеді:

A. δ_пк = ( n – 0.5) δ_к;

B. ;

C. ;

D. i_h = h/L;

E.

1. Жабын қалыңдығын тамшы әдісімен мына формула бойынша есептейді:

A. δ_пк = ( n – 0.5) δ_к;

B. ;

C. ;

D. i_h = h/L;

E.

1. Әртүрлі қалыңдықтардың шамасы  мына формула бойынша есептелінеді:

A. δ_пк = ( n – 0.5) δ_к;

B. ;

C. ;

D. i_h = h/L;

E.

1. Жабын қалыңдығы мен біркелкі болмауын бұзбай бақылау әдістеріне  мына әдістер жатқызылады:

A. химиялық;

B. қалыңдық өлшеуіштерді қолданумен;

C. тік өлшеу;

D. салмақты;

E. В, С, D жауаптары дұрыс

1. Жоғары температурада ауалық немесе газ тәрізді орта әсері астында беттің химиялық бұзылуға қарсы тұрушы материалдың қасиеті, деп аталады:

A. коррозиялық төзімділік;

B. тозуға төзімділік;

C. қаттылық;

D. ыстыққа төзімділік;

E. дұрыс жауабы жоқ

1. Тозу қарқындылығы мына формула бойынша анықталады:

A. δ_пк = ( n – 0.5) δ_к;

B. газды  фазада;

C. ;

D. i_h = h/L;

E.

1. Тотықтың диссоциациясы кезінде оттегінің тепе тең қысымы  деп аталады:

A. диссоциация константасы ;

B. диссоциация дәрежесі;

C. фугитивтілік;

D. диссоциация серпімділігі;

E.  дұрыс жауабы жоқ

1. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. Оң температура әсері астында жабынның термиялық ескіруі кезінде  ішкі кернеудің құлауы байқалады;

B. жабынның ескіру шамасына қарай  жабынның гидрофобты қасиеттерінің жоғарлауы  байқалады;

C. қысым температурасының жоғарлауымен тотық диссоциациясы артады;

D. ылғалдау кезінде жабынның масса мен қаттылығы артады;

E. тозаңдату бөлшектерінің жылдамдығы  сопланың  диаметрі мен ұзындығынан тәуелді болмайды;

1. Жабын металының тотығу реакциясы қандай жағдайда жүреді:

A.

B.

C.

D.

E. дұрыс жауабы жоқ

1. мәндері бойынша бағалауға болады:

A. диссоциация серпімділігі;

B. металдың шығу тегінің оттегіге ұқсастығы;

C. диссоциация дәрежесі;

D. диссоциация константасы;

E. дұрыс жауабы жоқ.

1. Тұрақты температурада су буының  диссоциация қысымы …тәуелді:

A. Н₂О концентрациясы;

B. Н₂ концентрациясы;

C. Н₂О және Н₂ концентрацияларының қосындысы

D.  Н₂О және Н₂концентрацияларының қатынасы;

E. дұрыс жауабы жоқ;

1. Ылғал түзілуінің тепе теңдік константасы мына өрнекпен анықталады:

A.

B.

C.

D.

E.

1. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. жабынның ескіру ұзақтығына ортаның рН әсер етпейді;

B. тозаңдату дағының жылжу жылдамдығы үлкеюімен қалыңдық бойынша жабын біркелкілігі кішірейеді;

C.балқыма үстіндегі бу қысымы неғұрлым үлкен болса,  металдың оттегіге шығу тегінің ұқастығы  үлкен болады;

D. жабын ескіруінің ұзақтығына бетке  адгезия әсер етпейді;

E. тозаңдату арақашықтығының үлкеюімен бетке жақын арада тозаңдату бөлшектерінің температурасы мен жылдамдығы  жоғарлайды;

1. Көміртегіден тұратын  газды  фазада   оттегі жетіспеушілігі кезінде түзіледі:

A. СО₂ және Н₂О;

B. СО және Н₂;

C. С_nH_m;

D.  В және С жауаптары дұрыс;

E. А және С жауаптары дұрыс ;

1. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. ескіру ұзақтығына ішкі кернеу шамасы әсер етпейді;

B. температуранң төмендеуімен берік байланыстардың түзілуі жеңілдейді;

C. УК- сәулелену кезінде құрылым түзу еркін энергияның өсуіне сәйкес келеді;

D. сутегімен өзара әсерлесе отырып металдар,  нитридтер түзеді;

E. ∆G⁰ жоғары теріс мәндер металдың оттегіге үлкен жақындығын көрсетеді;

1. Бу қысымының диссоциациясы анықталады:

A.

B.

C.

D.

E.

1. молекулалы сутегінің ерігіштігі өрнекпен сипатталады:

A.

B.

C.

D.

E.

1. газды-термиялық тозаңдату әдістері энергия түрлері бойынша жіктеледі:

A. бөлшектердің үздіксіз тасқынымен және тозаңдатудың импульстік режимімен;

B. газдыэлектрлік және газды плазмалық;

C. газды термиялық және газды плазмалық;

D. ұнтақты, сымдық  және бірлескен;

E. қорғаусыз, жергілікті және ортақ қорғаусыз.

1. газды-термиялық тозаңдату әдістері жылу көзінің түрі бойынша жіктеледі:

А. бөлшектердің үздіксіз тасқынымен және тозаңдатудың импульстік режимімен;

B. газды электрлік және газды плазмалық;

C. газды термиялық және газды плазмалық;

D. ұнтақты, сымдық  және бірлескен;

E.  қорғаусыз, жергілікті және ортақ қорғаусыз.

1.   шамасы сипаттайды:

A. тозаңдату үшін энергияны пайдалану тиімділігі;

B. тозаңдатушы материалдың шығыны;

C. жабын жүргізу процесінің өнімділігі;

D. жабын сапасы;

E. тозаңдату процесінің энергетикалық ПӘК;

1. η_э.р.= (∆Н/W_э)∙К_М мына формула бойыншаесептелінеді:

A. тозаңдатушы материалды қыздырудың тиімді ПӘК;

B. тозаңдатудың өнімділігі;

C. тозаңдату процесінің энергетикалық ПӘК;

D. тозаңдатқыштың жылулық ПӘК;

E. тозаңдатқыш материалдың шығыны;

1. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. тозаңдату дағының жылу жылдамдығы өсуімен бұйымның қызып кету мүмкіндігі артады;

B. О₂-Н₂-Н₂О жүйесінде температураның жоғарлауы және қысымның төмендеуі  су буының диссоциациясына көмектеседі;

C. жабынның ескіру шамасына қарай ылғалданудың меншікті жылудың  кішіреюі байқалады;

D. Cu, Ni, Co   мыналармен Al, Mg, Ti, Mn жеңіл тотығады

E. өзгеруінің  жабын бетін ылғалдау процесінде  энтропия минималды мәні  ескіру шамасына қарай жүйенің бұзылуы туралы дәлелдейді;

1. Мына формула бойынша  η_э= ∆Н/W_Т

A. Тозаңдаушы материалды қыздырудың тиімді ПӘК;

B. тозаңдату өнімділігі;

C. тозаңдату процесінің энергетикалық ПӘК;

D. Тозаңдатқыштың жылулық ПӘК;

E. Тозаңдатушы материалдың шығыны;

1. Дұрыс жауабы жоқ:

A. диссоциацияның жоғары қысымы тотықтардағы химиялық байланыстардың беріктігі туралы дәлелдейді;

B. О₂, N₂, Н₂, С металл жабындардың қанығуы жабын қасиетіне оң әсер етеді;

C. инсоляция –күн сәулесімен жарықтату;

D. ескірудің ұзақтығынан жарқыраудың жоғалуы мен жабын массасының өзгеруі  теңдеумен сипатталады;

E. физикалық адсорбцияланған ылғал жоғары температураларда  газды фазаға көшеді;

1. Мына  формула бойынша  η_Т.Р.= W_Т/W_р анықталады:

A. тозаңдатушы материалды қыздырудың тиімді ПӘК;

B.  тозаңдатудың өнімділігі;

C. тозаңдату процесінің энергетикалық ПӘК;

D. тозаңдатқыштың жылулық ПӘК;

E. тозаңдатушы материалдың шығыны;

1. Тозаңдатудың өнімділігі …тәуелді:

A. берілетін энергияның шамасы;

B. тозаңдату процесінің энергетикалық ПӘК;

C. материалды пайдалану коэффициенті;

D. А, В, С жауаптары дұрыс;

E. В, С жауаптары дұрыс;

1. Дұрыс піәкірді көрсетіңіз:

A. адсорбцияланған ылғал, төмен температурларда газды фазадан өте отырып, газды фазада  ылғалдың парциалды қысымын азайтады;

B. температураның жоғарлауымен стандартты термодинамикалық потенциал үлкейеді;

C. егер , онда термодинамикалық тотығу мүмкін емес;

D. металдар, азотпен өзара әрекеттесе отырып, гидридтер түзеді;

E. жүйенің бұзылуы  ішкі  энергияның кемуімен сипатталады;

1. Тозаңдатқыштың параметрлері:

A. тозаңдатқыштың арақашықтығы;

B. тозаңдатылатын бұйым температурасы;

C. тозаңдату бұрышы;

D. конструкциялық ерекшеліктер мен  соплолық қондырғы өлшемдері;

E.  А, В, С жауаптары дұрыс

1. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. тотықтың диссоциациясы кезінде оттегі қысымы  температура мәніне тәуелді болмайды;

B. сутегі диссоциациясының реакциясы жылу бөлінумен өтеді;

C. төмен температураларда  , жоғары – су буымен СО₂ тотығуы байқалады;

D. тотығу процесінің тиімділігіне  тозаңдатқышқа берілетін энергия, тозаңдатушы газ табиғаты мен шығыны әсер етеді;

E. [%Н₂]  ≠ [%Н₂О] кезінде диссоциация қысымы тұрақты

1. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. тотық диссоциациясының тепе теңдік константасы  мынаған тең ;

B. сутегінің ерігіштігі температураның жоғарлауымен кішірейеді;

C. тозаңдатылатын бұйымның кіші өлшемдерінде материалды пайдалану коэффициенті төмендейді;

D. тотық диссоциациясының тепе теңдік   константасы мына теңдеумен бейнеленеді;

E. хемосорбцияланған ылғал қыздыру кезінде  газды фазаға оңай көшеді;

1. технологиялық процестің тиімділігі — бұл…:

A. жабын сапасы мен өнімділігі;

B. берілетін энергияны пайдалану коэффициенті;

C. Тозаңдату процесінің  энергетикалық ПӘК және  материалды пайдалану коэффициенті;

D. А, В жауаптары дұрыс;

E. В, С дұрыс жауаптары;

1. сm ln (T₂— T₁) өрнегі анықтауға мүмкіндік береді:

A. энтропияның өзгеруі;

B. ылғалдау жылуы;

C. меншікті жылусыйымдылық;

D. энтальпияның өзгеруі;

E. дұрыс жауабы жоқ;

1. Күн жарығының әсерінен жабынның бұзылуы немен түсіндіріледі?

A. беттің гидрофильдігі өсумен;

B. беттің гидрофобтылығы төмендеумен;

C. фотототықтырушы деструкциямен;

D.кедірбұдырлықтың өсуімен;

E. дұрыс жауабы жоқ;

1. σ∆V өрнегі есептеуге мүмкіндік береді:

A. жабындағы ішкі керенулер;

B. жүйенің еркін энергиясының өзгеруі;

C. ішкі  энергияның өзгеруі;

D. жабында жүргізілетін жұмыс шамасын;

E. дұрыс жауабы жоқ;

61. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. егер θ < 90⁰, онда ылғалданудың шектелуі байқалады;

B. жылу қорғаушы жабындарды жылуөткізгіштік коэффициенті жоғары материалдардан тозаңдатылады;

C. газды-термиялық тозаңдату кезінде жабын сапасы  температурадан және тозаңдандырылатын бөлшектер жылдамдығына тәуелді;

D. жабын металын балқу күйіне дейін қыздыру кезінде оның конденсациясы мүмкін;

E. сұйықтың қатты дене бетімен түйісуі кезінде ылғалдану өзара әсерлесумен себептеседі, адгезия – осы өзара әсерлесудің нәтижесі;

62. Бөлшектердің тозаңдату бетімен өзара әсерлесуінің қандай кезеңі лимиттеуші болып табылады:

A. физикалық түйісу;

B. бөліну шекарасындағы химиялық өзара әсерлесу;

C. диффузиялық процестер есебінен химиялық өзара әсерлесудің  көлемдік дамуы;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. В және С жауаптары дұрыс

63. Тозаңдатылатын бөлшектердің түзілу бетімен өзара әсерлесу кезіндегі әсерлескен атомдар саны анықталады:

A. белсендендіру энергиясымен;

B. түйісу температурасымен;

C. тозаңдату температурасы мен жылдамдығымен;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. дұрыс жауабы жоқ.

64. Бөлшектердің беку беріктігі әсерлескен атомдар мөлшерімен байланысы бар ма?

A. жоқ;

B. пропорционал тәуелділік мәніне тура;

C. пропорционал тәуелділігіне кері;

D. экспоненциалды тәуелділік;

E. дифференциалды тәуелділік;

65. q_r = q_max exp (- kr²) өрнегі, қыздыру дағының ауданы бойынша екі фазалы ағыстың жылулық тасқынының соқылық таралуын сипаттаушы, деп аталады:

A. Фурье заңы;

B. Бернулли теңдеуімен;

C.  Гаусс ықтималдығының қисығы;

D.  Юнг теңдеуімен;

E. дұрыс жауабы жоқ

66. dQ_x= λ (-dT/dx)Fdτ өрнегі болып табылады:

A. Фурье заңы;

B. Бернулли теңдеуімен;

C.  Гаусс ықтималдығының қисығы;

D.  Юнг теңдеуімен;

E. дұрыс жауабы жоқ

67. Тамшының ағып кету коэффициенті неге тең?

A. W_p= W_a + W_k

B. W_p= W_a — W_k

C. W_p= W_k — W_a

D. W_p= W_a/ W_k

E. W_p= W_k /W_a

68. ағып кету процесінің қозғаушы күші не болып табылады?

A. қатты-сұйық шекарадағы беттік энергия;

B. ғаып кету кезіндегі  энергияның кемуі;

C. термиялық аккомодацияның коэффициенті;

D. ағып кету коэффициенті;

E. конденсация коэффициенті;

69. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. физикалық түйісу химиялық өзара әсрлесудің толық жүруін қамтамасыз етпейді ;

B. егер шеткі бұрыш θ>90⁰, онда қатты беттер жақсы ылғалданады;

C. кескіш құрал-саймандарды максималды кеуектілік бар жабынмен тозаңдандырылады;

D. тотық қабыршақтарының белсендендіру энергиясы сәйкес металдардың белсендендіру энергиясынан аз;

E. конденсация бетіне көшуі булы фазаның парциалды қысымдарының айырмашылық нәтижесінде іске асырылады ;

70. Бетке бекіген бөлшектер санының бөлшектердің жалпы санына қатынасы деп аталады:

A. қатты-сұйық шекарадағы  беттік энергия;

B. ағып кету кезіндегі энергияның кемуі;

C. термиялық аккомодацияның коэффициенті;

D. ағып кету коэффициенті;

E. конденсация коэффициенті;

71. Бөлшектердің бетпен соқтығысуы кезіндегі алмасатын орташа  энергияның үлесі анықталады:

A. қатты-сұйық шекарадағы беттік энергия;

B. ағып кету кезіндегі энергияның кемуі;

C. термиялық аккомодацияның коэффициенті;

D. ағып кету коэффициенті;

E. конденсация коэффициенті;

72. атомдардың (иондардың) конденсация бетімен өзара әсерлесуі бағаланады:

A. τ_р релаксация уақыты;

B. булануға дейінгі τ_п беттегі бөлшектердің болу уақыты;

C. ағып кету дәрежесі;

D.  А және В жауаптары дұрыс;

E. А, В, С жауаптары дұрыс;

73. Егер  релаксация уақыты булануға дейінгі беттегі бөлшектердің болу уақытынан үлкен немесе тең болса, онда:

A. атомдар   десорбцияға қабілетті;

B. атомдар адсорбцияға қабілетті;

C. критикалық түйіндер түзіледі;

D. коалесценция байқалады;

E. дұрыс жауабы жоқ;

74. коалесценцияның қозғалушы қабаты  болып табылады:

A. өзара әсерлесуші жүйенің еркін энергиясының артуы;

B. өзара әсерлесуші жүйенің еркін энергиясының кемуі;

C. термиялық аккомодацияның коэффициенті;

D. конденсация коэффициенті;

E. қатты-сұйық шекарадағы беттік энергия;

75. конденсация бетімен атомдар десорбциясы мен көшуіне қандай факторлар әсер етеді ?

A.беттік  материал түрі;

B. беттік  энергия деңгейі;

C. сұйықтың тұтқырлығы мен тығыздығы;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. А, В, С жауаптары дұрыс.

76. қандай процесс конденсация деп аталады?

A. кристалдық күйден балқытусыз газ тәрізді күйге заттың көшуі;

B. газды қоспадан сұйықтың барлық көлемімен затты сіңіруі;

C. ертіндіден сұйық абсорбент көлемімен затты бөліп алу;

D. заттың салқындау немесе жаншу салдарынан газ тәрізді күйден сұйық немесе қатты күйге көшуі;

E. газды қоспадан қорытумен заттарды бөліп алу;

77. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. ағып кету коэффициенті неғұрлым кіші болса,  процестің өзі толығырақ жүретін болады;

B. термиялық аккомодация  коэффициенті газ тәрізді күйден сұйық немесе қатты күйге  бөлшектердің көшу ықтималдығын сипаттайды;

C. балқытылған күйден жабын түзу кезінде ылғалдау кезеңі лимитеуші болып табылады;

D. тозуға төзімді жабындар үйкелістің  максималды коэффициентіне ие болады;

E. композициялық ұнтақтарды байланыстырушы заттарды қолданумен қамтау іске асырылады;

78. Қандай  процесс ылғалдау деп аталады?

A. заттың кристалдық күйден балқытусыз  газ тәрізді күйге көшуі;

B. газды қоспадан сұйықтың барлық көлемімен затты сіңіру;

C. ертіндіден затты сұйық абсорбенттің бүкіл көлемімен бөліп алу;

D. затты салқындату немесе жаншу салдарынан газ тәрізді күйден сұйық немесе қатты күйге көшуі;

E. сұйықтың  қатты дене немесе сұйықпен жанасуы кезінде туындайтын құбылыс;

79. Тамшылардың тарауына не көмектеседі ?

A. σ_ж-г;

B. σ_ж-т;

C. σ_т-г;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. дұрыс жауабы жоқ;

80. σ_ж-г cosθ = σ_т-г   — σ_т-ж өрнегі деп аталады:

A.  Фурье заңы;

B. Бернулли теңдеуі;

C. Гаусс ықтималдығының қисығы;

D. Юнг теңдеуі;

E. дұрыс жауабы жоқ;.

81. Тамшының таралумауына не бөгет жасайды?

A. σ_ж-г;

B. σ_ж-т;

C. σ_т-г;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. дұрыс жауабы жоқ;

82. ылғалдаушылыққа қандай  факторлар әсер етеді?

A. температура және кедірбұдырлық;

B. уақыт;

C. жабын мен бұйым материалының физика-химиялық қасиеттері;

D. А және С жауаптары дұрыс;

E. А және В жауаптары дұрыс;

83. қатты бетті сұйықпен ылғалдау негізінде қандай процестер жатыр:

A. конвекциялық;

B. климатикалық;

C. когезиялық;

D. адгезиялық;

E. дұрыс жауабы жоқ;

84. кедірбұдырлы беттің іс жүзіндегі ауданы қалай өзгергендігін көрсетуші коэффициент, мсына мәнге ие болады:

A. R_∆ >1;

B. R_∆ <1;

C. R_∆ =1;

D. R_∆=0;

E. дұрыс жауабы жоқ;

85. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. тозаңдату дағын қыздырудың п.ә.к.  тасқын бөлшектерін қыздырудың п.ә.к. айырмашылығын және тасқының газды фазасын қыздырудың п.ә.к. білдіреді;

B. тамшы тарауының жылдамдығы сұйықтың тұтқырлығы мен тығыздығына тура пропорционал;

C. шығыңқылар мен кедірбұдырлықтың болуы өзара әсерлесудің түйісу аудандарын азайтады;

D. адгезиялық беріктік жабын қалыңдығының үлкеюімен  төмендейді;

E. термобейтарап композициялық ұнтақтарды газды термиялық тозаңдату кезінде  экзотермиялық реакция жүреді;

86. … жабындарды тозаңдату кезіндегі жоғары кеуектілік қажет:

A. тотқа төзімді;

B. ыстыққа төзімді;

C. электроқшаулағыш;

D. сәндік;

E. жылу қорғағыш;

87. Тозуға төзімді жабынды тозаңдату үшін … металдар тобынан  пайдаланылады:

A. Мо;

B. Сr;

C. Ni;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. В және С жауаптары дұрыс

88. Қабат астындағы материал келесі талаптарға жауап беруі тиіс:

A. бөліну шекарасында қозған күйді түсіру;

B. тозаңдандырылатын бөлшектердің максималды энтальпиясына ие болу;

C. бұйым-қабат асты- жабын бөліну шекарасында диффузиялық әсерлесудің минималды  деңгейіне ие болуы;

D. А, В, С жауаптары дұрыс;

E. А, С жауаптары дұрыс;

89. Шеті н және сыртын балқытпау – бұл…:

A. механикалық өңдеу әдісі;

B. жабынды беріктендіру  тәсілі;

C. кернеуді түсіру операциясы;

D. бетті тазарту әдісі;

E. дұрыс жауабы жоқ;

90. Жабын бөлшектері  бетінен  оларды балқытпау кезіндегі өзбетінше тотықтардың жойылуы деп аталады:

A. конгломерлеу;

B. қаптау;

C. окклюзия;

D. өздігінен флюстелу;

E. коалесценция;

91. Бір компонентті ұнтақтарға жатады:

A. Ti, Mo;

B. Fe-C;

C. Co-WC-TiC;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. А және С жауаптары дұрыс;

92. Ұнтақты бөлшектерді қаптау әдістеріне жатады:

A. металдарды, карбонильді, вакуумды-конденсациялық электролиттік қалпына келтіру;

B. плазмалық, детонациялы-газдық, газды-плазмалық;

C.  жоғары жиілікті индукциялық металдаудың  электрдоғалық;

D. доғалық балқытып қаптастыру;

E. жарықты сәулелік және  электронды-сәулелік балқытып қаптастыру;

93. Химиялық байланысқан қосылыстардан балқытып қаптастырылған беттерді тазарту тәсілдері:

A. майсыздандыру;

B. абразивті-ағысты, уландыру;

C.жалындаушы және  доғалық разряд, ультрадыбыстық

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. В және С жауаптары дұрыс;

94. Қандай жабындардың химиялық құрамының, микроқұрылымының, қозған күйінің тұрақтылығына ерекше жоғары талаптар қойылады?

A. қорғаушы;

B. технологиялық;

C. конструкциялық;

D. сәндік;

E. тозуға төзімді;

95. материалдардың тотықты тобы …жабындар үшін өте маңызды:

A. тотқа төзімді;

B. ыстыққа төзімді;

C. электроқшаулағыш;

D.сәндік;

E. жылу қорғаушы;

96. Кіші қозу кезінде аргонның ауыр бомбалаушы иондарын қолданумен (100-0,1Па) тазарту жүргізіледі:

A. доғалық разрядымен;

B. жалынды разрядпен;

C. абразивті-ағысты;

D. ШЖЧ-өріспен;

E. ультрадыбысты;

97. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. газды термиялық әдістер  конденсациялаушы  атомдар мен  иондарының энергетикалық күйін реттеу мүмкіндігін қамтамасыз етуі тиіс;

B. ВКЖТ процесінің  тиімділік көрсеткіші болып  жабын материалының булану жылдамдығы табылады;

C. флюстеу нәтижесінде жартылай дайын өнімдерді ылғалдау нашарлайды;

D. үстемелеу кезінде термиялық әсер ету аймағының ұзындығы максималды болуы тиіс;

E. балқытылған ортаға батырумен жабын жүргізу жұқа және біркелкі жабын қалыңдығын алуға мүмкіндік бермейді;

98. ВКЖТ  буланатын материалды қыздыру үшін қандай жылу көздері пайдаланылады:

A. резистивті, индукциялық, доғалық;

B. электронды және жарық сәулесі;

C. плазманы және жоғары жиілікті разрядтар;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. А және С жауаптары дұрыс;

99. ВКЖТ булану  температурасы мына температура есептеледі:

A. Кюри;

B. Дебай;

C. возгонка;

D. қаныққан бу қысымы 1,33 Па құрайтын ;

E. дұрыс жауабы жоқ;

100. Қорытпаларда элементтердің булануы сипатталады:

A. Рауль заңы;

B. Клаузис- Клапейрон теңдеулері;

C. Ленгмюр теңдеуі;

D. lgP₀ = AT^-1 + BlgT + CT + D теңдеуі

E. дұрыс жауабы жоқ;

101. Жоғары вакуумда булану жылдамдығы теңдеуі анықтайды:

A. Рауль заңымен;

B. Клаузис- Клапейрон теңдеуімен;

C. Ленгмюр теңдеуімен;

D. lgP₀ = AT^-1 + BlgT + CT + D теңдеуімен

E. дұрыс жауабы жоқ;

102. Қаныққан булардың қысымы теңдеумен анықталады:

A. Рауль заңымен;

B. Клаузис- Клапейрон теңдеуімен;

C. Ленгмюр теңдеуімен;

D.  lgP₀ = AT^-1 + BlgT + CT + D теңдеуімен

E. дұрыс жауабы жоқ;

103. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. ВКЖТ әдістері жұмыс камерасын вакуумдау кезінде қозудың минималды дәрежесімен процестің жүруін  қамтамасыз етулері тиіс;

B. грунттық эмальдар жабынның эксплуатациялық қасиеттерін қамтамасыз етеді;

C. катодтық тозаңдату кезінде  эродтаушы анодтарды қолданады;

D. электронды сәуле қыздырудың беттік көздеріне жатқызылмайды;

E. тозаңдату коэффициенті бір  бомбалаушы ионға келетін тозаңдатушы атомдар санымен сипатталады;

104. Буландырғышта  материалдың булануы қамтамасыз етіледі:

A. жарылғыш буланумен;

B. стационарлы режимде;

C. импульсті режимде;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. В және С жауаптары дұрыс;

105. резистивті тәсілмен материалды қыздыру мен буландыру қалай іске асырылады:

A. жоғары жиілікті  индуктормен;

B. электронды сәулемен;

C. джоульді жылумен;

D. доғалық  разрядпен;

E. дұрыс жауабы жоқ;

106. қоректену көзінің …потенциалын беру кезінде алынған катодты доға – разряд формасы:

A.  теріс;

B.  оң;

C. жоғары жиілікті;

D. ара тәрізді;

E. дұрыс жауабы жоқ

107. ионды тозаңдатудың тиімділігі  сипатталады:

A. лазерлік сәулеленудің тығыздығымен;

B. тозаңдату коэффициентімен ;

C. катод материалының тозаңдату жылдамдығы;

D. доға қуаты;

E. дұрыс жауабы жоқ

108. Булану-тозаңдату процесінде катод материалының тозаңдату жылдамдығы теңдеуімен сипатталады:

A.

B.

C.

D.

E.

109. иондық тозаңдату схемасы:

A. диодтық;

B. триодтық;

C. магнетрондық;

D. диодтық жоғары жиілікті разрядпен;

E. барлық жауаптары дұрыс;

110. Балқыған күйден жабын жүргізу үшін пайдаланылады:

A. ауыр балқитын металдар мен олардың қорытпасы;

B. жеңіл балқитын металдар мен олардың қорытпасы;

C. тотықтар;

D. В және С жауаптары дұрыс;

E. А және  С жауаптары дұрыс;

111. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. ВКЖТ әдістері максималды электрлік шығындарда тасқынды алуды қамтамасыз етуі тиіс;

B. белсенділік коэффициенті идеалды  балқыма үстіндегі қысымның будың шынайы қысымына қатынасымен анықталады;

C. мырыштау процесінде  бетті дайындаудың соңғы  операциясы  болып флюстеу;

D. грунттық эмальдар талап етілетін эксплуатациялық қасиеттерді қамтамасыз етеді;

E. жабынды  электронды-сәулелік жүргізу кезінде булы тасқынның төмен тығыздығы тән;

112. Балқыған ортаға батырумен жабын жүргізу әдісі … жабын алу үшін қолданады:

A. сәндік;

B. технологиялық;

C. қорғаушы;

D. брлық жауаптар дұрыс;

E. дұрыс жауабы жоқ;

113. эмальды жабын өндіру кезінде алғашқы материал болып табылады:

A. қож;

B. шликер;

C. фрит;

D. алюмосиликат;

E. дұрыс жауабы жоқ;

114. Негізгі шликер болып табылды:

A. фрит;

B. тартылған қосылмалар;

C. қож;

D. флюс;

E. дұрыс жауабы жоқ;

115. глазурлы жабындардың негізі болып табылады:

A. фторидтер;

B. хлоридтер;

C. алюмосиликаттар;

D. кремнеземнің монолитті жабындары;

E. дұрыс жауабы жоқ;

116. эмальдардың негізгі компоненті болып:

A. SiO₂+ Al₂O₃

B. Fe₂O₃;

C. SiO₂;

D. CaF₂;

E. дұрыс жауабы жоқ;

117. Бұйым бетіндегі ұнтақты қабат балқыту әдісімен үстемелеумен бекітеді:

A. тартылған қосылмаларды ;

B. байланыстырушы заттарды;

C. ПАВ;

D. ВМС;

E. дұрыс жауабы жоқ;

118. Ұнтақты қабатты бекіту үшін қандай заттар қолданылады?

A. органикалық;

B. бейорганикалық;

C. ВМС;

D. А және В жауаптары дұрыс;

E. А, В, С жауаптары дұрыс;

119. Эмальды жабындар – бұл  негіздегі ұнтақты композиция:

A. хлоридтер;

B. ВМС;

C. тотықтар;

D. сульфаттар;

E. металл еместер

120. Дұрыс тұжырымдаманы көрсетіңіз:

A. ВКЖТ әдісі бу тасқынында конденсацияланған фазаның жоғары деңгейін қамтамасыз етуі тиіс;

B. жоғары вакуумда булану кезінде булану жылдамдығы Рауль заңымен анықталады;

C. индукциялық жоғары жиілікті қыздыру  резистивті қыздырумен салыстырғанда тиімділігі  аздау;

D. үстемелеп қосу кезінде біліктер жабыны балқытылған  материалдың енінің ¼-⅓ құрайды;

E. жабынды эмальдар бірінші қабатпен жүргізіледі.

 

Дұрыс жауаптардың кілті

Сұрақ нөмірі	Дұрыс жауабы (a, b, c, d, e)
1	D
2	E
3	B
4	E
5	D
6	A
7	E
8	D
9	D
10	B
11	E
12	C
13	D
14	A
15	D
16	C
17	B
18	A
19	A
20	D
21	C
22	A
23	C
24	A
25	B
26	D
27	E
28	A
29	C
30	E
31	D
32	D
33	D
34	C
35	A
36	B
37	D
38	D
39	C
40	D
41	E
42	D
43	B
44	C
45	B
46	B
47	C
48	B
49	A
50	C
51	D
52	D
53	E
54	D
55	D
56	C
57	D
58	A
59	C
60	D
61	C
62	B
63	D
64	B
65	C
66	A
67	B
68	D
69	E
70	E
71	C
72	D
73	A
74	B
75	D
76	D
77	C
78	E
79	C
80	D
81	B
82	D
83	D
84	A
85	D
86	E
87	D
88	D
89	B
90	D
91	D
92	A
93	E
94	C
95	E
96	B
97	B
98	D
99	D
100	A
101	C
102	B
103	E
104	D
105	C
106	A
107	B
108	A
109	E
110	D
111	C
112	D
113	B
114	A
115	C
116	C
117	B
118	D
119	C
120	D