Цементация в ультразвуковом поле кавитационного режима

Было изучено влияние ультразвука в кавитационном режиме на кинетику цементации в механическом агитаторе и в реакторе с кипящим слоем частиц металла-цементатора. В качестве источника ультразвука был использован ультразвуковой диспергатор УЗДШУ-4,2 с резонансной частотой. 22 кГц. Цементацию проводили в ультразвуковом поле с развитой кавитацией при интенсивности от 6,0 • 104 до 34,0 X 104 Вт/м2. Наличие и интенсивность кавитации оценивали по разрушению алюминиевой фольги. На рис. 41 (см. также рис. 26) показана лабораторная установка, в которой проводили исследования.

Как следует из приведенных данных, ультразвук кавитационного режима позволяет увеличить скорость цементации в среднем в 1,6 раза. При цементации меди частицами никелевого порошка, с поверхности которых соляной кислотой была удалена пленка окислов, скорость процесса в ультразвуковом поле возросла в три раза. Такой рост скорости цементации следует признать значительным, если учесть, что процесс протекал на фоне развитой турбулизации, обеспечиваемой механическим агитатором. Об этом свидетельствуют значения центробежного критерия Рейнольдса, равные 8100-22900.

С целью получения обобщенной кинетической кривой, инвариантной относительно технологических параметров процесса (температуры, кратности порошка, гидродинамического режима), экспериментальные данные были отображены в координатах а и т/т0,99 (рис. 42). т/т0,99 представляло собой время, необходимое для достижения степени превращения а = 0,99. Как следует из рис. 42, экспериментальные точки, соответствующие разным условиям ведения процесса, удовлетворительно ложатся на одну кинетическую кривую, адекватно описываемую уравнением.

Визуальные наблюдения с помощью бинокулярного микроскопа за состоянием поверхности частиц никелевого порошка в различных стадиях индукционного периода процесса показали, что развитие реакционной поверхности идет главным образом за счет увеличения числа центров кристаллизации (зародышей).