Determination of the surface tension, grain boundary energy, the viscosity and the diffusion coefficient of solid lead from creep characteristics in the vicinity of the melting point
✍ Scribed by T.H Heumann; J Johannisson
- Publisher
- Elsevier Science
- Year
- 1972
- Weight
- 965 KB
- Volume
- 20
- Category
- Article
- ISSN
- 0001-6160
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✦ Synopsis
The surface tension and grain boundary energy of solid lead (99.9995 % pure) were determined.
The zero-creep method of Udin was used. The measurements were made at 317°C in various gas atmospheres. Argon, hydrogen and nitrogen were used. The measurements in argon and hydrogen atmospheres yielded identical values and those in nitrogen yielded lower ones.
In argon and hydrogen the result was: o = (610 + 20) dyn/cm The grain boundary energy was found to be OB = (210 h 15) dyn/cm The measurements in nitrogen yielded u = (515 k 20) dyn/cm The coverage density is estimated from the lowering of the surface tension in nitrogen. The value of 0.7 was found. The heat of adsorption obtained is 12 kcal/mole. This value indicates that chemisorption takes place. The value of 6.9 . lo-l0 cme/sec for the uncorrelated self-diffusion coefficient was obtained from the measurements. Further one obtains the value of 1.6 . 1O'l P for the viscosity of solid lead. Another method developed by Rice et al. was used to check the measurements. It was found that this method was not suitable for the determination of the surface tension of solid metals. It has only limited usefulness for the measurement on metals in the liquid. A value of 447 & 25 dyn/cm was found for liquid lead at the melting point. DETERMINATION DE LA TENSION SUPERFICIELLE, DE L'ENERGIE DES JOINTS DE GRAINS, DE LA VISCOSITE ET DU COEFFICIENT DE DIFFUSION DU PLOMB SOLIDE A PARTIR DES CARACTERISTIQUES DE FLUAGE AU VOISINAGE DU POINT DE FUSION La tension superflcielle et l'bnergie des joints de grains du plomb solide (pur B 99.9995%) ont BtB d&ermin&es par la m&hode du fluage nul de H.Udin. Les mesures ont BtB effectubs B 317°C sous diff&entes atmosph&es gaze-s: argon, hydrogkne, azote. Les mesures sous argon et sous hydrogkne donnent des valeurs identiques, et celles sous azote donnent des valeurs plus faibles. Sous argon et hydrogbne, les r&n&&s sont: u = (610 A 20) dyn/cm a, = (210 f 15) dyn/cm, Bnergie des joints de grains Les mesures sous azote donnent: u = (515 f 20) dyn/cm La densite moyenne est &al& 8, partir de l'abaissement de la tension supeficielle dane l'szote, et la valeur trouvb est de 0,7. La chaleur d'adsorption obtenue est de 12 kcal/mole. Cette valeur montre qu'il se produit une chimisorption. La valeur de 6,9 * lo-lo cm-*/see pour le coefficient de self-diffusion non corr& est obtenue B. partir des mesures. En outre, les auteurs ont obtenu pour la viscositb du plomb solide la valeur de 1,6 * 10" P. Une autre m&hode Btablie par Rice et al. a BtB utili&e pour vhifier les mesures. Les auteurs ont trouvb que cette m&hode ne convient pas pour la dbtermination de la tension supeticielle des m&aux solides. Elle a une utilitb seulement, limit&e aux mesures effect&es sur les m&aux liquides. Les auteurs ont trouvb la valeur de 447 i 25 dyn/cm pour le plomb liquide B son pont de fusion. BESTIMMUNG DER OBERFLACHENSPANNUNG, RORNGRENZENERGIE, VISKOSITPiT UND DES DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN VON FESTEM BLEI AUS KRIECHEIGEN-SCHAFTEN IN DER Ni%HE DES SCHMELZPUNKTES Die Oberfliichenspannung und Korngrenzenenergie van festem Blei (99,9996%) wurden nech der Udin-Methode bestimmt. Die Messungen wurden bei 317°C in verschiedenen Ges&mosph&ren (Argon, Wasserstoff, Stickstoff) durchgefiihrt. Wiihrend die Messungen in Argon-und Wasserstoffatmosphiire zu denselben Ergebnissen fiihrten, erg&en sich in Stickstoffatmosphiire kleinere Werte. In Argon und Wasserstoff wurde gemesaen: u = (610 f 20) dyn/cm und die Korngrenzenenergie war u, = (210 5 15) dyn/cm. Die Messungen in Stick&off ergaben: o = (515 5 20) dyn/cm. Aus der Erniedrigung der Oberfliichenspannung in Stick&off wurde die Belegungsdicht,e zu 0,7 abgesch&tzt. Die Adsorptions-wBrme ergeb sich zu 12 kcd/Mol. Dieser Wert deutet darauf hin, da0 Chemisorption stattfindet. Die Messungen lieferten den unkorrelierten Selbstdiffusionskoeffizienten (6.9 . lo-'0cma/sec)unddieViskosit&t des festen Blei (1,6. 10" P). Die Messungen wurden mit einer anderen, von Rice et al. entwikkelten Methode iiberpriift. Dabei zeigte es sich. dal.3 diese Methode zur Bestimmung der Gber&chenspannung von festen Metallen nicht gee&net und fiir fliissige Metalle nur begrenzt anwendbar ist. Fiir Blei am Schmelzpunkt ergab sich ein Wert von 447 i 25 dyn/cm. t Institut fiir Metallforschung der Westfiilischen, Wilhelms-that the exact measurement of the surface energy of cniversitiit, Miinster, W. Germany.
solids prevents considerable experimental difficulties.