Кинетика параболический

Параболическая зависимость всегда указывает на то, что процесс протекает по диффузионной кинетике. [c.28]

Кинетика силицирования титана в порошке кремния приводится на рис. 1 при температурах 1100, 1300° С. Кривые кинетики силицирования титана соответствуют обычно наблюдаемому параболическому закону роста диффузионных слоев. С целью выяснения особенностей силицирования титана было проведено раздельно силицирование из твердой и паровой фаз. Образцы для исследования кинетики силицирования в твердом контакте изготовлялись по методу, описанному в работе [3]. [c.39]

В начальный период времени скорость окисления максимальна и затем уменьшается во времени. Если 1 < < 2, то окисление определяется скоростью диффузии частиц и скоростью окисления металла кислородом (область смешанной кинетики). Предполагается, что при выполнении указанного условия процесс окисления сопровождается постоянным разрушением оксидной пленки, так как Уо > м- При п >2 происходит изменение параметров диффузии через пленку, связанное с появлением значительных напряжений или структурными изменениями пленки. При п = 2 скорость процесса окисления определяется скоростью диффузии частиц через пленку. Параболическая зависимость окисления широко встречается в практике при достаточно высоких температурах для большего ряда окислителей и металлических материалов, что позволяет применить параметрический метод для оценки скорости коррозии и прогнозирования коррозионных разрушений при наличии сравнительно небольшого количества экспериментальных данных [13]. Этот вопрос рассмотрен в главе 3. [c.22]

Кинетика реакций образования двух типов пленки является отчетливо различной параболический закон для пленки типа Поттера и Мана и логарифмический для пленок типа Блюма. [c.261]

Изучение кинетики приведенных выше реакций показывает, что скорость их существенно зависит от образования на поверхности стали защитного слоя из окислов железа. Окисление железа перегретым паром детально исследовано при его протекании целесообразно различать первичное и постоянное образование защитного слоя. Первичное образование защитных окисных пленок охватывает все процессы, которые проходят на гладкой металлической поверхности до образования сплошного слоя магнетита. На основе измерений содержания водорода в паре установлено, что эти первичные процессы заканчиваются примерно после двух дней работы котла. В течение этого периода защитные пленки продолжают постоянно расти. Процесс контролируется диффузией ион-атомов железа через слой магнетита от металла к коррозионной среде. На внешней стороне слоя магнетита эти ионы окисляются паром с образованием окислов. Поэтому слой магнетита продолжает расти со стороны пара, а не со стороны поверхности раздела железо-магнетит. Очевидно, что описанный процесс со временем должен замедляться, так как утолщение слоя окисла железа затрудняет процесс диффузии. В этот период рост толщины слоя окиси железа d пропорционален корню квадратному из времени контакта железа с паром т, т. е. подчиняется параболическому закону [c.28]

Для изделий, работающих при повышенных температурах в окислительной среде согласно формуле (113), должна быть проверена прежде всего сопротивляемость паяных швов газовой коррозии. Изучение кинетики окисления металлов и сплавов показывает, что скорость их окисления во времени определяется линейной, параболической или логарифмической зависимостью и соответственно выражается следующими уравнениями [Й] [c.344]

Таким образом, полученные данные показывают, что наиболее прочные межатомные связи в решетке твердого раствора имеют место при 0,2 - 0,28. В дальнейшем рассмотрим более подробно процесс окисления сплавов с содержанием около 20 % Сг, которые получили наибольшее распространение. Кинетика окисления изучалась многими авторами.. Обобщение имеющихся данных показывает, что при температурах примерно до 700°С кривые окисляемости можно описать логарифмической зависимостью, а выше 700° - параболической. Для сплавов промышленной чистоты в области температур выше 1000°С показатель степени параболы колеблется в пределах 1,7 — 2,2, причем с повышением температуры он, как правило, понижается. [c.37]

Кинетика. Описать кинетику окисления суперсплавов на основе гравиметрических измерений достаточно сложно, из-за того, что значительные фракции совокупной окалины образуются в переходный период ее роста (продолжительность не более 2 ч), отличающийся постоянной скоростью. Нередко вслед за этим наступает период параболического роста, и его описание требует знания двух или трех констант скорости, делая простое сравнение сплавов невозможным [90—92]. Температурная зависимость первой параболической константы к J (рис. 11.14) показывает, что скорости роста [c.33]

Величина К Dt играет важную роль в диффузионных процессах. Зная ее, можно приближенно оценить величину переме-щения атомов в результате диффузионного процесса х V Dt. Наличие параболического характера зависимости от времени обычно является веским аргументом в пользу того, что процесс протекает по диффузионной кинетике. [c.87]

Если вещество В диффундирует в А при температуре то у поверхности образуется фаза 3. В любой момент времени / =7 О концентрация компонента В в фазе р меняется от С = 1 (чистое В) на поверхности до некоторого Сра, отвечающего пределу растворимости А в при этой температуре в точке Xi (рис. 45). В этой точке, т. е. на границе растущей фазы 3, образуется новая фаза а, концентрация вещества В в которой меняется от Саэ до нуля. Важно, чтобы реакция образования этой фазы происходила быстро и не тормозила рост фазы 5. Если это условие соблюдается и кинетика роста фазы является диффузионной, то закон роста оказывается параболическим толщина слоя растущей фазы меняется пропорционально корню квадратному из времени. Поэтому если Х2 в 2 раза больше, чем Xj (см. рис. 45), то 2 в 4 раза больше При достаточно больших временах из-за увеличения пути диффузии последняя всегда будет процессом, контролирующим скорость роста фазы. [c.116]

В области более высоких температур кинетика окисления перестает описываться логарифмическим законом. Рост толщины окисла становится более быстрым и выше некоторой температуры подчиняется параболическому закону, обычно имеющему вид = Kt, где К — константа скорости роста по параболическому закону, отличающаяся от приведенных выше констант., [c.21]

Кинетика образования толстых пленок в большинстве случаев описывается уравнением, параболического вида [c.397]

Кинетика окисления сплава при 900 описывается логарифмическим уравнением (при а = 0,8 и 1,5) или параболическим уравнением (воздух) с большим показателем п (табл. 5). С повышением температуры кинетические уравнения переходят в парабо,лические (табл. 5), что сопровождается резким у.меньшением энергии активации процесса (фиг. 4 и табл. 6). [c.36]

При 900° скорость коррозии сплава уменьшается, а при более высоких температурах увеличивается с ростом а (фиг. 5). Соответственно кинетика роста окисной пленки при 900° описывается логарифмическими уравнения.ми, а при более высоких температурах — параболическими уравнениями, показатели которых уменьшаются с ростом температуры (табл. 5). При температурах выше 900" окисная пленка, образующаяся на сплаве, пористая или имеет трещины (табл. 7—9). [c.36]

Кинетика роста окисной пленки во всех трех атмосферах описывается Параболическими уравнениями, показатели п которых уменьшаются с увеличением температуры (табл. 5). [c.37]

Как видно из табл. 37, глубина слоя при азотировании не подчиняется временному параболическому закону. Аналогичные результаты по кинетике роста диффузионных слоев были получены и в работе [166]. Чистый и легированный хромом и вольфрамом титан азотировали в аммиаке при температурах 850, 950 и 1050° С и разной выдержке. Было обнаружено, что при малых расходах аммиака слой в ряде случаев глубже, чем при больших, и притом с повышением температуры увеличивается оптимальный расход аммиака для получения слоя максимальной глубины. [c.152]

В то время как общий закон роста двухслойной однофазной окалины описывается параболическим законом, относительно кинетики роста внутреннего слоя окалины данные противоречивы по Мровецу и Верберу, образование внутреннего слоя идет по линейному закону, в то время как в других работах найдена параболическая зависимость. [c.75]

При значении а = 1,2...1,6 получаются так называемые защитные пленки, пассивирующие металл. Учитывая отклонения состава многих оксидов металлов от стехиометрического, а следовательно, колебания их молекулярной массы и плотности, можно считать критерий а лишь оценочным, но тем не менее отображающим действительные условия сплошности. Рост толщины пленки всегда начинается в кинетическом режиме, т. е. лимитируется кинетикой химической реакции (логарифмический закон), но затем, после создания сплошной пленки, ее рост или практически прекращается из-за малых коэффициентов диффузии, или продолжается в результате диффузионных процессов. Диффузия определяется или постоянством градиента (линейный закон роста пленки), или условием 6grad = onst (параболический закон роста). Различные законы роста пленки показаны на рис. 8.22. [c.308]

Кинетику карбидообразования изучали методами локального рентгеноспектрального анализа на приборе МикроскаН 5 ( рентгенографическим и металлографическим анализом. В работе установлено, что изменение толщины промежуточного слоя от времени для карбидов хрома и марганца не описывается параболической зависимостью. Это обнаружено и в других работах [1, 2]. Оно объясняется наличием концентрационных скачков, реактивным характером диффузии, несоблюдением законов Фика. Поэтому в настоящей работе для характеристики реактивной диффузии используется коэффициент К, определяемый уравнением (1) [c.99]

Система титан — волокна карбида кремния. В работе [207] изучена кинетика реакции взаимодействия между титаном промышленной степени чистоты и волокнами карбида кремния или волокнами бора с покрытием из Si в интервале температур 650— 1050° С. В результате диффузии углерода и кремния в матрицу, а титана в волокна карбида кремния образуется реакционная зона сложной структуры. Она состоит из трех слоев, в которых присутствуют монокарбид титана Ti и интерметаллид TisSig. Рост зоны взаимодействия происходит по параболическому временному закону. Толщина слоя зависит от времени и температуры в соответствии с уравнением [c.69]

Для первого случая Кестл и Мастерсон [62] вывели параболическое уравнение в предположении, что контролирующей стадией является перенос раствора через внутренний слой. Для пленок типа Блюма Мур и Джонс [56] показывают, что наблюдаемая кинетика не является результатом блокировки пор, которая, как может быть показано, дает логарифмический закон. Более того, они доказывают, что кинетика следует из того факта, что по мере протекания коррозии более реактивная поверхность покрывается защитными магнетитовыми кристаллами. Доказательство защитной природы этих кристаллов было представлено Вэрзи и др. [57]. Так как этот процесс аналогичен по своему действию образованию дефектов в поверхности раздела металл — окись при сухом окислении металла с катионным транспортом, Мур и Джонс [56] сделали вывод, что логарифмический закон, выведенный для таких процессов, применим к результатам их опытов. [c.261]

Исследование кинетики процесса пароводяной коррозии показало, что наиболее совершенными защитными свойствами обладает слой магнетита. Коэффициенты линейного расширения данного окисла и стали различны и составляет соответственно 8,46- 10 °С и 12-10 ° S что является одной из причин непрочного сцепления Рез04 со сталью. При наличии на поверхности стали даже сплошного слоя магнетита процесс окисления при высоких температурах может продолжаться. Рост окисла в этом случае происходит преимущественно с внешней стороны, за счет диффузии ион-атомов металла к ионизированным атомам кислорода в паре, а не наоборот. При этом необходимое количество ионов кислорода поставляется молекулами водяного пара по различным промежуточным ступеням. Наиболее медленной (контролирующей) стадией процесса окисления стали паром является диффузия ион-атомов железа через окисный слой. Рост толщины подобной пленки подчиняется параболическому закону (см. 1-5) [c.254]

При низких давлениях кислорода и температуре железо и малоуглеродистая сталь окисляются с образованием Рез04. Окисная пленка состоит из двух слоев, которые отличаются физическими свойствами, а разделительная линия между двумя слоями соответствует первоначальной поверхности металла. Внутренний окис-ный слой действует как диффузионный барьер. Вначале кинетика окисления подчиняется параболическому закону и рост внутреннего слоя регулируется диффузией атомов железа через этот слой. [c.141]

Смена в условиях образования окалин сопровождается немедленной сменой кинетики окисления (рис. 11.7,6). При низких содержаниях Al параболическая скорость роста f p(NiO) повышена примерно на порядок величины из-за того, что в окалине NiO присутствуют ионы AF" " и происходит некоторое количество внутреннего окисления. Когда образуется больше AI2O3 (зона II), величина кр становится меньше на 1—2 порядка величины. С ростом температуры понижается скорость роста окалины, так как увеличивается склонность к образованию только соединений AI2O3. При содержании Al 25 % образуется только Al O , и величина кр снижается еще на 1—3 порядка величины. [c.20]

Скорость окисления Si ниже по сравнению с SijN . Кинетика окисления определяется либо десорбцией газа СО, образующегося на границе раздела Si -SiOj [43], либо диффузией кислорода внутрь через поверхностную пленку SiOj, приводящей к параболическому закону окисления [44]. Такой характер окисления можно предотвратить легированием такими примесями, как бор, Al Oj и В С, но скорости реакций при этом возрастают. [c.320]

Данных о механизме наводороживания алюминия при взаимодействии с водой немного. Образующиеся при нагреве образцов пленки окислов защищают поверхность алюминия от непосредственного воздействия воды. Поскольку глинозем не взаимодействует с водой и водородом [2351, предварительное окисление должно препятствовать насыщению алюминия водородом. Возможно, что защитная роль глинозема невелика, особенно при нагревах до невысоких температур. Например, во время нагревов до Тд < 500—600° С окисление происходит по параболическому закону и образуются аморфные окислы [135]. При нагревах до более высокой температуры возникают кристаллические окислы у — AljOg [2661 и кинетика окисления меняется. Кристаллические окислы, по-видимому, лучше защищают алюминий от взаимодействия с водой. Если указанное различие защитной роли окислов действительно имеет место, то экстремальный характер зависимости коэффициента роста от верхней температуры цикла находит простое объяснение. По данным работы [168], при введении меди, железа и марганца образуются кристаллические окислы алюминия, и с этим может быть связано влияние примесей на ростоустойчивость сплавов при термоциклировании. [c.164]

Впоследствии было указано на возможность более общего па-раболнтнческого закона роста х =ктх, где п=3 или иному дробному или целому числу. Практически для обработки результатов экспериментов обычно используют параболическую зависимость с п=2. Такая кинетика роста прослоек химических соединений в твердом состоянии отвечает многам случаям диффузионной кинетики, устанавливаемой уравнением диффузии Фика. [c.70]

Ширина слоя интерметаллического соединения Mga u с увеличением времени выдержки имеет линейную зависимость в координатах б— YЭто свидетельствует о том, что рост слоя интерметаллида происходит по параболическому закону b = k ]/Л В начальный момент образования интерметаллида наблюдается отклонение от прямой, что, по-видимому, связано с кинетикой процесса. [c.152]

Существенное влияние на кинетику роста диффузионных слоев оказывает скорость поверхностной реакции. В ряде случаев при использовании молекулярных диссоциируюпщх соединений для подачи элемента насыщения рост диффузионного слоя ограничивается дШ ооциацией этих соединений, сопровождающейся выделением элемента, насЫще я. Эта стадия особенно заметна при относительно низких температурах, когда скорость диссоциации не может обеспечить диффузии с максимально возможной поверхностной концентрацией элемента йнедрения. В [44, с. 134] отмечается, что при бесконечно большой скорости диссо циации рост диффузионного слоя описывается законом, близким к параболическому, при малой к линейному. [c.100]

Указанные граничные условия практически полностью охватывают те ситуации, которые могут возникнуть во всех разновидностях метода парогазовой фазы испарение-конденсация в вакууме, разложение лету-, чих соединений. Кроме того, эти граничные условия могут быть использованы и при анализе процессов окисления. При окислении рост поверхностного оксидного слоя происходит только в результате связывания кислорода атомами металла, диффундирующими через слой оксида из матрицы. Скорость поверхностной реакции завишт от концентрат атомов металла на поверхности роста оксида. При окислении рост оксидного слоя контролируются не только диффузией атомов металла, но и скоростью химической реакции на поверхности роста. Поэтому кинетика роста может и не подчиняться параболическому закону. Вид зшиси- [c.119]

Окислы, как правило, имеют малую область гомогенности этим можно объяснить, что при решении диффузионных задач определение распределения концентрации по толщине окисной пленки не представляло интереса. Тем не менее в [2] диффузионная кинетика po Tia оксида исследовалась для линейного закона распределения концентрации по толщине слоя. В [20, 49] решение диффузионной задачи, ошсьюа-ющей рост оксида, бьшо выполнено для граничных условий, близких к условиям роста диффузионных покрытий при этом использовались ряды. Несмотря на преимущества применения рядов для решения подобных задач, возникают и осложнения, связанные с необходимостью исследования сходимости рядов. В связи с этим иногда могут быть поставлены под сомнения и полученные рещения, если не найден путь доказательства сходимости. При решении задачи о росте диффузионного покрытия в предположении, что его толщина со временем изменяется по параболическому закону, могут использоваться представления, развитые в [46]. Рассмотрим однофазное покрытие. Предположим, что оно возникает в результате подачи вещества В на подложку из материала А при температуре Г, необходимо найти концентрацию Сд вещества А на поверхности покрытия, а также распределение концентрации вещества А по толщине покрытия. Если специально не оговаривается, то предполагается, что коэффициент диффузии вещества В в А пренебрежимо мал по сравнению с коэффициентом диффузии вещества А в В. [c.120]

При газофазном силицировании тугоплавких металлов скорость процесса по сравнению с парофазным методом возрастает, о процесс сохраняет диффузионный контроль [92, 93, 97, 98]. Роль переносчика кремния могут выполнять гало-гениды щелоч1ных металлов и аммония, НС1, галогены. Следует отметить более широкие возможности этого способа по сравнению с парофазным, так как с его помощью возможно осаждение на определенный металл широкого класса соединений — силицидов, карбидов, боридов и т. д. Практическое использование этого метода значительно определило его теоретическое исследование, поскольку химизм его чрезвычайно сложен, особенно в случае нанесения комплексных покрытий. В упоминавшейся выше работе [93] изучался процесс нанесения силицидных покрытий на молибденовый сплав с использованием в качестве переносчика кремния паров йода. Были обнаружены две температурные области, резко различающиеся но кинетике процесса и характеру образующихся покрытий. При температурах ниже 900° С скорость роста слоя MoSi2 подчиняется линейному закону, а при температурах выше 950° С — параболическому, причем по абсолютной величине скорость роста в низкотемпературной области превосходит таковую в высокотемпературной. До 900° С образующийся MoSi2 имеет гексагональную решетку, а образующийся выше 950° С — тетрагональную. Авторы [93] считают, что примеси, имеющиеся в сплаве (Ti, Zr, С), оказывают большое влияние на характеристики процесса формирования и структуру по- [c.238]

При окислении некоторых металлов (Се, W и др.) происходит переход окисления с параболической зависимостью в линейное, сопровождаемый частичным превра -щением первоначально плотной окалины в пористый слой. Фазовый состав обоих слоев может быть одинаков или отличен. Толщина внутреннего слоя достигает при некоторой длительности процесса предельного значения а кинетика окисления ошгсывается моделью [c.401]

Если,— говорили они,— объем образовавшегося окисла больше объема исходного металла, то слой окисла должен быть сплошным, и дальнейшая реакция может продолжаться. за счет диффузии металла и кислорода через решетку окисла. Кинетика реакции в этих условиях подчиняется закону диффузии, и в соответствии с законами Фика скорость реакции меняется обратно пропорционально толщине слоя окислов. Такова суть закона параболического роста окислов. Если, наоборот, объем образовавшегося окисла меньше объема исходного металла, то слой окисла, по Пиллингу и Бедвортсу, не может быть сплошным, а должен иметь трещины, через которые молекулярный кислород может легко проникнуть к чистому металлу, какова бы ни была толщина слоя окисла. В соответствии с этой гипотезой скорость такой реакции не должна зависеть от скорости окисления. В этом случае она подчиняется линейному закону. [c.7]

Опыты по наблюдению кинетики процесса окисления во времени показали, что рост окалины на всех сталях при всех исследованных тe иIepaтypax протекает по параболическому закону --= кх, показатель которого п И3]меняется в довольно широких пределах (от 4 до 1,5) с температурой опыта. Закон изменения показателя п с температурой для каждой стали нарушается, как правило, в районе температур, соответствующих изменениям, происходящим в стали и в прилегающем к ней слое окалины появление в окалине вюстита, эвтектоидное, магнитное и аллотропическое превращения в стали, заметная диссоциация окисла а-РегОо. [c.51]

Механизм реакции можно представить следующим образом. Ионы железа диффундируют через вакансии в решетке магнетита к границе фаз окисел — вода, как было показано в опытах с мечеными атомами [329 II]. Процесс диффузии определяет кинетику процесса. Ионы железа реагируют с гидроксильными ионами, да вая Ре (ОН) 2, который превращается в РезОд (рис. 1.109). Реакция железа с водой в диапазоне температур между 316 и 320° С не следует параболическому закону, она лучше описывается куби-ческим законом [329]. По истечении длительного времени скорость роста пленки делается постоянной. Это объясняется тем, что по достижении пленкой некоторой критической толщины внешний ее слой становится пористым, а внутренний сохраняет постоянную толщину, как было найдено в системе железо — водо- [c.115]

Кинетика образования окалины на хромоникелевой стали 18-8 описывается параболическим законом до тех пор, пока при некоторой критической толщине пленки не образуются трещины. После этого рост окалины происходит с более высокой скоростью. Кривые увеличение объема — время имеют один или несколько перегибов. Причиной этого являются или пустоты или скопления SiOa, появление которых приводит к отслаиванию окалины [367]. Это явление установлено при окислении 26%-ных хромистых сталей AISI 446 и хромоникелевых сталей [366]. Образующиеся вначале защитные слои окалины черного цвета (шпинель состава РеСгг04) содержат повышенные количества хрома и никеля склонность к отслаиванию проявляют образующиеся позже слой серого цвета (а-Ре Оз) [368] последняя может содержать также хром и марганец. [c.125]

Аналогичные результаты были получены в работе [179] при изучении фазового состава поверхностных зон после азотирования циркония в интервале температур 900—1600° С. Было установлено, что внешняя зона состоит из тонких пленок нитрида циркония и а-твердого раствора, а глубже расположена более широкая зона р-твердого раствора азота в цирконии. Высокотемпературное азотирование циркония, ниобия и тантала изучали в работе [180]. Методами рентгено- и металлографического анализов показано, что при азотировании циркония в интервале температур 1400—1700° С на поверхности образуется слой ZrN с микротвердостью 1100—1300 кПмм , а ниже расположен слой а-твердого раствора, твердость которого уменьшается от 1000 до 600 кПмм по мере удаления в глубь образца. Твердость основы, состоящей из смеси а- и Р-циркония, составляет 280—350 кПмм (рис. 57). Кинетика азотирования подчиняется параболическому закону. В табл. 40 приведены значения суммарной толщины двух внешних слоев (ZrN и а-твердого раствора) для различных режимов азотирования. [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...