Для того чтобы в процессе спекания полиминеральной шихты получить прочное тело, необходимо создать прочные связи на межфазных границах, в частности, на контактах оксидов с силикатным расплавом. Для возникновения сцепления необходим тесный контакт на межфазных границах. В процессах жидкофазного спекания это гарантируется смачиванием, являющимся первым этапом взаимодействия образовавшегося при спекании расплава с твердыми частицами.

Если каплю расплава поместить на поверхность твердого тела, то она либо растечется, либо сохранит форму шарика с малой площадью контакта. Растекание жидкости на поверхности твердого тела будет происходить в том случае, если силы притяжения частиц жидкости к твердому телу будут больше сил взаимного притяжения частиц жидкости. Условием растекания жидкости по гладкой твердой поверхности является уменьшение свободной энергии системы при увеличении площади контакта жидкости с твердой поверхностью.

Прочность сцепления частиц расплава и твердой фазы характеризуется работой адгезии Wa. Работу адгезии Wa (работу отрыва капли жидкой фазы от твердой поверхности) находят по формуле:

П'а = ат_г+аА_г-ат_Жл

Термодинамическим условием смачивания является уменьшение свободной энергии системы при замене границ раздела твердое тело — газ и жидкость — газ границей раздела твердое тело — жидкость, поэтому работа адгезии должна быть положительной.

Наибольшее число исследований, посвященных взаимодействию жидкой и твердой фаз, относится к порошковой металлургии, где наиболее подробно изучали системы тугоплавкий окисел — металлическая жидкость. Подсчеты молярной работы адгезии для подобных систем, показали, что даже при Z<9>90° молярная работа адгезии составляет десятки килокалорий, т. е. силы Ван-дер-Ваальса не в состоянии обеспечить такой энергии. Она может явиться результатом только химического взаимодействия на границе раздела.

К такому же выводу приводит изучение влияния температуры на изменение краевого угла. Уменьшение ZG с ростом температуры нельзя объяснить только снижением поверхностного натяжения а *-і (оно в общем невелико). Значительное изменение Z0 можно объяснить только большим

изменением ат-ж вследствие химического взаимодействия с установлением некоторого равновесного состояния, отвечающего каждой температуре.

Возможность развития реакций, которые приводят к образованию переходного слоя, содержащего новые продукты реакции, является главным условием прочного сцепления разнородных материалов.