Трунов

Спецы, появилась небольшая надежда найти подшивку этого журнала в библиотеке химического факультета МГУ. Вот ссылка на их каталог. Проблема в том, что для получения доступа к этому журналу скорее всего необходимо наличие студенческого билета химфака МГУ и т.п., чего у меня естественно нет и быть не может, так как сам уже больше 15 лет как не студент и никого знакомых преподавателей там тоже нет. Собственно сам журнал в печатном виде и не нужен, скана некоторых страниц было бы более, чем достаточно. Вряд ли эта библиотека работает по межбиблиотечному абонементу, да и очень это долго. Очень нужен ваш совет, как получить доступ (пусть даже за разумные финансы), к скану нужного журнала.

Сейчас ищу статью Spengler H. из журнала ZEITSCHRIFT FUR METALLKUNDE Bd 46 № 6 за 1955 год (стр. 464-467) в которой описывается четырехкомпонентная эвтектическая система Zn - In - Sn - Ga. Ссылка на данный журнал приводилась в списке работ за номером [396] к справочнику Ю.Н.Гринь, Р.Е.Гладышевский "Галлиды". Дело в том, что возникло разночтение в правильности пропорций металлов, о чем писал двумя постами выше. В данном справочнике на стр. 63, судя по тексту, описан атомарный процентный состав сплава Zn1In25Sn13Ga61 , но в других источниках видел те же самые цифры в массовом составе, в частности здесь и в таблице по припоям, которую участники топика также приводили выше. Посоветуйте, куда можно было бы обратиться, чтобы найти эту статью, или быть может кто то работал с описываемым четырехкомпонентным составом ?

Rage можно проверить как сильно летит чистый цинк в вакууме при нужной вам температуре по изменению массы образца Сегодня уже был инцидент, правда не знаю, можно ли это соотносить на летучесть цинка. Немного лишнего забросил в колбу, в итоге она оказалась практически полной. В вакуумную трубку натянуло почти 1% металла (примерно за полчаса). Нагрев делал до +175С. Причем он отличался от сплава, получившегося в колбе по консистенции, т.е. был скорее желеобразный, нежели жидкий.

Ефим Кстати, тестообразный осадок - это мог быть интерметаллид какой-нибудь с максимумом температуры плавления А Вы не могли бы в двух словах объяснить, почему состав после перемешивания не получается однородным и образуются эти интерметаллиды ? Можно ли избежать их образования ? сплав с цинком 7-ми градусный. В книге по галлидам, ссылку на которую давали выше, на 64 странице описывается эта 4-х компонентная эвтектика и там написано, что эвтектическая температура для неё всё таки порядка +3С. Книжка старая, раньше к цифрам подходили более аккуратно. Хотя, сейчас подумал, а может там имелась ввиду атомарная пропорция элементов, а не массовая ? Запись на стр. 64 выглядит так Zn1In25Sn13Ga61 и тогда, если правильно посчитал получается по массе Zn 0,75% Sn 17.67% In 32.87% Ga 48.71%, может буржуи тоже не так поняли Тогда и появление интерметаллидов наверное можно было бы объяснить. Вот только как проверить ? Во всех подобных книгах идут ссылки на первоисточники, которые просто не реально найти :( Кстати, в книжке по галлидам также написано, что из всех описываемых 4-х компонентная эвтектик на основе галлия, та что с цинком, не вырожденная. Это что означает ? Пробовал гуглить на эту тему, но толком так и не смог разобраться, чем вырожденная эвтектика отличается от не вырожденной. Nil admirari Так ведь смотря сколько по времени держать при такой температуре Насколько я понял, цинк начинает улетучиваться после его расплавления. Но ведь в обсуждаемой эвтектике он находится в жидкой фазе при температуре более чем на 400 градусов ниже. Значит ли это, что в таком состоянии (т.е. в составе эвтектики) он всегда будет улетучиваться, и может весь испариться даже при значительно более низких температурах, нежели +420С (его плавление), например, при +100С.

antabu, Nil admirari Цинк летуч в расплавленном состоянии. Летуч в отличие от галлия при той же температуре, а особенно в вакууме. А в составе уже готового эвтектического сплава, цинк будет так же летуч, т.е. например при сильном нагреве сплава (пусть даже до +420C), может "выпариться" ?

antabu Большое спасибо за полезную ссылку. Ефим Меня самого этот вопрос заинтересовал, как-то всё темно и непонятно выглядит.... Вот, нашел книжку по аналитической химии Галлия, там (стр. 88) как раз описано, как такой анализ проводить, правда из добавок к тройной эвтектике рассматривался только цинк. Кстати, я попробовал с цинком. Свойства поменялись, правда точно зафиксировать температуру начала кристаллизации мне не удалось, так как в таком составе даже при перемешивании переохлажденного до -2С сплава, скачкообразного роста температуры практически не наблюдалось. Была небольшая зона при охлаждении от комнатной до -2С в районе +4С. И при последующем небольшом нагреве, когда сплав был помещён в камеру, где +7С, та часть, что кристаллизовалась, снова стала жидкой. Однако, был и любопытный момент, появилась какая то тяжелая фракция, которая превратилась в кашеобразную форму. Это обнаружилось, когда после всех экспериментов сплав переливался в другую посуду. На дне осталось немного подобного состава. Т.е. это не просто было смоченное стекло колбы, а именно небольшой слой. Хотя состав был четко вымерен в процентном соотношении и плавил его под вакуумом при температуре 265 градусов, опять таки с постоянным перемешиванием. Посему не совсем понятно, что это вообще за "осадок".

Nil admirari Если нагреть до 420С у вас этот 1% цинка значительно испарится Почему он должен испариться, если этой температуре соответствует всего лишь точка плавления цинка ? И потом 1%, это содержания цинка в общей массе сплава.

Ефим В этом "галинстане" явно имеется минимум ещё один компонент, о котором в патенте не упомянуто А как вы считаете, возможно из самого "галинстана" определить процентное соотношение всех в нем присутствующих элементов или хотя бы понять, что за добавка там имеет место быть, или это крайне сложно ?

Ефим Там (в вики) приводится ещё один состав, с однопроцентным добавлением цинка (галлий 61 %, индий 25 %, олово 13 %, цинк 1 %) и температурой плавления +3С. У меня есть под рукой цинк 5N, но нет возможности расплавить его, так как его температура плавления почти +420C и мне банально не в чем его плавить. В связи с чем просто пара попутных вопросов: Насколько необходимым для получения эвтектических сплавов является нагрев выше температуры плавления самого тугоплавкого элемента ? Насколько я в курсе, тот же индий при соприкосновении с галлием постепенно сам плавится. С оловом не знаю. Отсюда и вопрос по цинку, есть ли необходимость нагревать сплав выше 420 градусов, чтобы расплавить цинк или эвтектика сама его расплавит ? Ну и второй вопрос, 1% добавление цинка не сделает сплав токсичным ? Мне опасные эксперименты одного любопытства ради проводить совсем не хотелось бы.

Ефим Из переохлажденного сплава у Вас начал кристаллизоваться инконгруэнтная смесь состоящая из избытка металлов. Т.е. существует только один состав эвтектики с температурой кристаллизации +11, а остальное это всего лишь избытки металлов ? Как тогда быть с тем сплавом, который до -19 не замерзает ? В сети нашёл как минимум 3 разные его состава, но опробовав каждый, всякий раз получал один и тот же результат. А ведь этот патентованый состав реально используется в той же медицине, например в термометрах. Да и видел статьи из научных журналов, где не раз подчеркивалась способность его не замерзать до -19.

akula А разве сплавление не начинают с более тугоплавкого компонента?В Вашем случае с олова. Начинал с галлия, имелось ввиду отмерял остальные компоненты по общему объёму галлия. Выше я писал, что пробовал по-разному, как сплавлять все три компонента сразу вместе, так и по отдельности, т.е. сначала олово сплавлял с индием и уже потом этот сплав помещал в подогретый до температуры плавления галлий. Результат был одним и тем же. Переохлаждались сплавы по разному, но кристаллизовались всегда при одной и той же температуре, около +11 градусов.

Не было никаких неточностей. Про вес упомянул, чтобы имелось представление о том, какое же количество металла могло по полчаса оставаться в процессе кристаллизации почти с одинаковой температурой, а именно порядка 20 мл, помещённых в обычную колбу из боросиликатного стекла. Поскольку галлий при комнатной температуре уже жидкий, начинать приходилось именно с него, но отмерять с ним сотые доли грамма крайне тяжело. Он имеет свойство скатываться в капли. Отсюда и общий вес не был каким то точным числом. А варианты самого сплава пробовались разные, например сначала отмерялось какое то количество галлия, после чего в соответствующей пропорции индий и олово, которые в свою очередь предварительно так же под вакуумом сплавлялись. Результат это не меняло, температура кристаллизации оставалась прежней. Более того для лучшего смешивания уже имеющийся сплав индий-олово, помещаясь в жидкий галлий, всё равно нагревался в вакууме до 250 градусов.

Легкоплавкие сплавы из википедии. Среди прочих там приводится например такой сплав: галлий 67 %, индий 20,5 %, олово 12,5 %. Температура плавления +10,6 °C. С теми же самыми элементами, но в иной пропорции: галлий 62 %, индий 25 %, олово 13 %. Температура плавления +4,85 °C. Каким образом элементы смешиваются между собой в определённой пропорции ? Во-первых, что первый сплав, что второй не получается собрать из простых структур, учитывая атомарную массу каждого элемента. Так, например, для эвтектического сплава Ga22 In5 Sn3, учитывая атомарный вес элементов Ga - 69.723 , In - 114.818 , - Sn 118.71 , пропорции будут следующими Ga 62,25% In 23,30% Sn 14,45%. Пробуя подобрать различные варианты, указанные в википедии процентные соотношения так и не получил. Далее было решено провести эксперимент для смешивания металлов именно в указанных пропорциях. Для этого на лабораторных весах было измерено необходимое количество каждого металла с точностью до 0.005%. Использовались Ga 6N, In 6N, Sn 5N (т.е. высокочистые металлы, свободные от примесей). Далее они помещались в колбу с термопарой, из которой откачивался воздух до среднего вакуума. После этого колба нагревалась до 250 градусов, постоянно при этом взбалтываясь, для лучшего перемешивания металлов между собой. Очевидно, что последним плавилось олово при температуре 232 градуса. При остывании колба также непрерывно взбалтывалась вплоть до температуры 60-70 градусов, после чего вакуум убирался, и дальнейшее остывание сплава происходило уже при атмосферном воздухе до комнатной температуры без дальнейшего взбалтывания. Общий объем получившегося сплава немногим превышал 100 грамм. После этого колба помещалась в морозильную камеру -18 °C (термостата под рукой не было) и проводился непрерывный мониторинг температуры. Первый сплав (Ga 67%, In 20,5% Sn 12,5%) начинал кристаллизовываться при температуре близкой к +11 °C. А вот со вторым сплавом начались полные непонятки, сначала ему дали остыть до температуры +2 °C. После этого, при визуальном осмотре, было обнаружено наличие некоторого количества уже кристаллизовавшегося сплава. Пока всё было как и положено, так как сам галлий позволяет достаточно сильно переохлаждать себя, оставаясь в жидкой фазе, что, скорее всего, верно и для сплава. Далее колба в течении нескольких секунд хорошо взбалтывалась для перемешивания жидкого сплава с уже замерзающим, и затем была снова помещена в морозильник. И вот тут началось самое интересное, температура скачкообразно выросла до +11 °C и более не понижалась достаточно длительное время (примерно полчаса), при этом продолжался процесс дальнейшей кристаллизации. До полного замерзания всего объёма сплав не доводили, так как галлий, как и вода, при замерзании расширяется, и мог попросту разорвать колбу. После этого было решено колбу переместить в другую камеру, где температура была примерно +7 °C. По идее, часть кристаллизовавшегося сплава должна была постепенно стать снова жидкой, однако ещё почти час держалась примерно одна и та же температура на уровне около +11 °C, а сам сплав продолжал дальнейшую кристаллизацию. Из чего был сделан вывод, что второй сплав сразу не кристаллизовался лишь по причине его большей стойкости к переохлаждению, но температура кристаллизации никак не соответствовала +4,85 °C, а скорее была почти такой же как и у первого сплава. Были проведены ещё несколько экспериментов, с разными процентными составами, но всякий раз результат повторялся, и даже если какой то вариант сплава лучше переохлаждался, то после перемешивания с частью замерзшего сплава, на экране монитора была опять почти прямая линии на протяжении длительного времени около отметки +11 °C. Что не так было сделано ? Как сплав "узнаёт" в каких пропорциях ему перемешаться и как добиться полного перемешивания ?