ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диффузия в металлах из "Конструкционные, проводниковые и магнитные материалы (электроматериаловедение) " Диффузией называется закономерное перемещение атомов элемента в кристаллической решетке металла. Процессы диффузии лежат в основе многих превращений, наблюдающихся в металлах и сплавах (рост зерна, полиморфное превращение, отдых и рекристаллизация, гомогенизирующая термическая обработка, дисперсионное твердение, химико-термическая обработка, спекание металлических порошков, сварка давлением и др.). [c.52] Существует два вида диффузии самодиффузия и гетеродиффузия. Самодиффузия — диффузия атомов элементов в своей собственной кристаллической решетке при отсутствии градиента концентрации. Гетеродиффузия — диффузия атомов постороннего элемента в кристаллической решетке металла. Гетеродиффузия происходит при наличии градиента концентрации. Диффузия атомов как в первом, так и во втором случаях возможна при условии, что диффундирующий атом будет иметь достаточный sania энергии для миграции в кристаллической решетке. [c.52] Локальное повышение температуры внутри кристаллической решетки столь высоко, что может происходить даже испарение кристалла. В этом случае атом может освободиться от влияния сил связи окружающих атомов, что вызовет его диффузию. Е сли атом, движущийся с большой скоростью, находится вблизи свободной поверхности, он может уйти в окружающую среду (процесс сублимации). [c.53] Теоретические расчеты энергии активации самодиф-фузии меди по четырем указанным механизмам показывают, что при обменном механизме энергия активации Q = = 1008 кдж/моль (240 ккал/моль), при механизме внедрения Q = 966 кдж/моль (230 ккал/моль), при вакансион-ном механизме Q = 269 кдж/моль (64 ккал/моль), при кольцевом механизме Q = 378 кдж/моль (90 ккал/моль). [c.55] Энергия активации самодиффузии меди по экспериментальным данным составляет 210 кдж/моль (50 ккал/моль). [c.55] Из четырех перечисленных меха- низмов в чистых металлах и сплавах со структурой твердых растворов замещения должен преобладать вакансион-ный механизм диффузии. [c.55] Коэффициент пропорциональности D называется коэффициентом диффузии знак минус в правой части уравнения свидетельствует о том, что диффузионный поток направлен от участков с большей концентрацией вещества к участкам с меньшей концентрацией. Из уравнения (1) следует, что коэффициент, диффузии численно равен количеству вещества при градиенте концентрации, равном единице. [c.55] Первый закон Фика действителен для стационарного состояния диффузионного потока, т. е. при условии, что концентрация диффузионного потока в любой точке сечений не изменяется со временем. [c.55] Величина Q характеризует энергию связи атомов в кристаллической решетке. Чем больше Q, тем больше энергия, необходимая для разрыхления кристаллической решетки, т. е. энергия, которая требуется, чтобы атом, преодолев энергетический барьер (см. рис. 36), из одного узлового положения перешел в другое, заняв в кристаллической решетке положение в междоузлии или вакантное место. [c.56] Преимущественная диффузия по поверхности ил-и границам зерен и блоков мозаики объясняется тем, что там степень нарушения кристаллического строения и дефекты структуры (наличие искажений, вакансий, дислокаций, напряжений, трещин) выражены особенно сильно. [c.56] Скорость диффузии по границам зерен зависит от угла разориентировки зерен относительно направления диффузионного потока. [c.56] Вернуться к основной статье