Градиент химического потенциала

Начинается вторая стадия окисления металла сопровождающаяся образованием микропустот между металлом и окалиной. При этом скорость процесса окисления металла снижается вследствие уменьшения эффективного поперечного сечения для диффузии катионов металла из металла в окалину. Однако суш,ествую-щий градиент химического потенциала окислителя в окалине и связанный с ним градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окисла обусловливают дальнейшую диффузию металла наружу. В результате процесса диффузии внутренняя поверхность окалины обогащается металлом и термодинамическое равновесие нарушается. Градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окалины начинает уменьшаться и система окалина—окислитель стремится к равновесию с окислителем. [c.74]

При нагреве после завершения аустенитизации в металле ОШЗ внутри зерен развивается процесс гомогенизации по углероду и другим элементам. Перераспределение элементов происходит в соответствии со значениями градиента химического потенциала в разных участках зерен. При этом вначале возможно временное усиление МХН. Углерод перераспределяется из зон, обогащенных некарбидообразующими элементами, в зоны, обогащенные карбидообразующими, поскольку первые повышают, а вторые понижают термодинамическую активность углерода. При повышении содержания углерода его активность увеличивается, в результате направление перераспределения углерода изменяется, чему также способствует произошедшее к этому моменту перераспределение других элементов. При нагреве до температур свыше 1370... 1470 К развивается процесс гомогенизации в направлении равномерного распределения элементов по телу зерен. Гомогенизация продолжается также на ветви охлаждения до температур сохранения диффузионной подвижности элементов или температур начала фазовых выделений, например, карбидов в высоколегированных мартенситно-стареющих сталях. [c.515]

Образующаяся при коррозии на металлической поверхности оксидная пленка по своим защитным свойствам обычно разделяется на два типа —плотную и пористую. При возникновении плотной оксидной пленки коррозия контролируется твердофазной диффузией реагентов. Если на поверхности металла возникает пористая оксидная пленка, то лимитирующими факторами окисления являются одновременно скорость химических реакций на границах фаз между металлом и оксидом и диффузия в газовой фазе через оксидную пленку. В плотных и пористых оксидных пленках основной движущей силой реагентов является градиент химического потенциала по толщине пленки, возникающий от разности химического состава в направлении от металла к наружной поверхности оксида либо разности концентрации кислорода на границах металл —оксид и оксид — окружающая среда. Иногда [c.47]

Количественно процесс понижения межфазной поверхностной энергии рассмотрен А. А. Жуховицким [2] на основе термодинамики необратимых процессов. Показано, что градиент химического потенциала Ар. непосредственно приводит к изменению межфазной поверхностной энергии [c.12]

Регулируя состояние поверхности раздела, можно добиться усиления связи, подавления образования нежелательных фаз, уменьшения градиента химического потенциала и снижения скорости диффузии, определяющей рост реакционной зоны. Каждое из этих направлений будет обсуждаться в последующих разделах. [c.126]

Наряду с этим разупрочнение и разрыхление межатомных связей вследствие растворения поверхностного слоя также может приводить к релаксации микронапряжений и к уменьшению химического потенциала дислокаций в этом слое и их подсосу из глубины тела вследствие появления градиента химического потенциала. Этот вклад в пластичность может быть значим, если велика удельная поверхность тела и поверхностный слой 126 [c.126]

В работе [1] показано, что наличие градиента химического потенциала в гетерогенной системе приводит к изменению межфазного натяжения в процессе химической реакции или межфазного перехода. Металлы триады железа (Fe, Со, Ni) характеризуются тем, что степень смачиваемости ими графита сильно зависит от концентрации углерода в жидкой фазе. Смачивание графита металлами группы железа, как при равновесии насыщенного углеродом расплава и графита, так и в неравновесных условиях, изучено в [3, 4]. [c.131]

Показано, что с увеличением градиента химического потенциала (Ар.) углерода в твердой и жидкой фазах величина линейно растет. Добавка серы в расплавы увеличивает величину, что связано с уменьшением межфазной энергии за счет адсорбции серы на границе раздела фаз. Рис. 2, библиогр. 6. [c.228]

Для изотермических условий или не слишком больших интервалов температур характерных для пограничного слоя газа и жидкости при их непосредственном контакте в тепломассообменных аппаратах, когда вместо Т в указанные формулы можно подставить некоторое среднее значение температуры, градиент химического потенциала принимает простой вид [c.46]

Второе подставим в правую часть зависимости выражение градиента химического потенциала через массовую концентрацию компонентов рп и рг, получим [c.47]

Обозначим электрическую и магнитную поляризации соответственно через Яэ и я , а напряженности электрического и магнитного полей через Е и В,-тогда градиент химического потенциала fe-ro компонента будет.- [c.373]

Согласно (19), энтропия может изменяться двумя путями 1) изменение энтропии за счет внешнего притока тепла и вещества, что выражается первым членом правой части уравнения, который содержит тепловой и диффузионный потоки, описываемые уравнением (20) 2) изменение энтропии за счет внутреннего прироста ст. Этот прирост энтропии, который определен вторым членом в правой части уравнения (19), является положительным (или нулевым). Согласно второму закону термодинамики, он (прирост) является мерой необратимости процессов, имеющих место внутри системы. (В частности, он не наблюдается при термодинамическом равновесии). Как видно из выражения (21), прирост энтропии складывается из пяти компонент, из которых первая возникает от теплообмена, вторая — от диффузии вещества и три других —от вязкого потока. Каждый член является произведением потока (потока тепла, диффузионного потока J., компонентов тензора давления вязкости) и так называемой термодинамической силы" (градиент температуры, градиент химического потенциала, градиент скорости). Здесь можно положить, что первые два потока и термодинамические силы являются векторами (полярными), третий член содержит скаляры, четвертый—симметричные тензоры с нулевым следом и пятый-—аксиальные векторы. Далее увидим, что (см. 6) последние три члена из (21) связаны с объемной вязкостью,, вязкостью сдвига и вязкостью вращения соответственно. [c.9]

Из термодинамики критических явлений известно, что критическая точка двойного раствора характеризуется превращением в нуль первой и второй производных от химических потенциалов компонентов по составу. Отсюда следует, что создание градиента концентраций в критической точке двойного раствора не сопровождается градиентом химического потенциала. Так как по положениям термодинамики необратимых процессов движущей силой изотермической молекулярной диффузии является градиент химического потенциала, то в критической точке двойного раствора молекулярная диффузия прекратится, несмотря на существование градиента концентраций. [c.228]

При постоянной температуре (отсутствие термодиффузии) для неподвижного раствора (нет конвекции) ионы в растворах могут переноситься за счет диффузии, вызываемой градиентом химического потенциала (концентрации) и за счет миграции, вызываемой градиентом электрического потенциала. При определенных условиях направленное перемещение ионов (ток) в растворе электролита может быть вызвано наложением внешнего электрического поля. [c.285]

Движение атомов может быть направленным под воздействием градиента химического потенциала который является движущей силой диффузионного переноса атомов г-го компонента в реальном твердом растворе. Понятие химического потенциала установил Д. Гиббс в 1875 г. [c.147]

При температуре (рис. 12, а) диффузия протекает в а-решетке, а при (рис. 12, б) в -у-решетке без фазовых превращений. Следовательно, при температуре насыщения существуют только а- или Y-твердые растворы, и концентрация диффундирующего элемента (химический потенциал) постепенно уменьшается от поверхности в глубину. Скорость проникновения диффундирующего элемента Э в глубь железного образца определяется градиентом химического потенциала dfi /dx (градиентом концентрации d /dx) и коэффициентом диффузии D. В начальный период диффузии значение d /dx) велико и общая толщина диффузионного слоя быстро растет. С течением времени градиент концентрации и скорость роста диффузионного слоя уменьшаются. [c.293]

Современные теории диффузии исходят из наличия градиента концентраций или градиента химического потенциала. [c.74]

Под диффузией понимают направленный перенос вещества под влиянием градиента химического потенциала обусловленный тепловым движением частиц. [c.410]

В дополнение к указанным условиям, связанным с существованием в кристалле заряженных ионов, в общем случае, когда кристалл состоит более чем из двух компонентов, появляется еще одно усложняющее обстоятельство, имеющее термодинамическую природу поток ионов какого-либо одного типа зависит от градиентов концентрации ионов всех остальных типов. В этом случае диффузию можно описать в рамках термодинамики неравновесных процессов с помощью системы линейных уравнений, связывающих потоки частиц Сорта I с градиентом химического потенциала частиц сорта /, что требует введения матриц коэффициентов диффузии (о многокомпонентной диффузии в силикатах см. [218]). [c.59]

При одновременном действии градиентов химического потенциала и температуры термодинамическая сила [c.22]

В сложнолегированных сплавах может иметь место восходящая диффузия, когда миграция атомов идет в сторону увеличения градиента концентрации. Это связано с тем, что в общем случае движущей силой диффузии является не градиент концентрации, а градиент химического потенциала х х = Z, (d i dx), где L — коэффициент пропорциональности, определяющий скорость выравнивания химического потенциала. Кроме того, восходящая диффузия реализуется и в тех случаях, когда в результате перемещения вещества из объемов с меньшей концентрацией в с)б11емы с более высокой концентрацией уменьшаются напряжения, существовавшие в даинпм сплаве, [c.27]

Вопрос о соотношении В ш В был рассмотрен [25] также в рамках общей феноменологической теории, в которой движущей силой диффузии считается градиент химического потенциала (см.- 23). В, такой макроскопической теории не конкретизируется структура решетки, а также тин междоузлий, и результат может быть получен в общем виде для любых структур. При этом, однако, не удается получить явных выражений для коэффициентов В и В, а лишь соотношение между ними. В простейшем предельном случае, когда взаимодействие между атомами С мало и им можно пренебречь, по степень заполнения междоузлий р может быть любой, в такой теории были получены формулы для химических потенциалов меченых атомов С и их градиентов в случаях самодиффузии и химической диффузии. Для этого использовались общие формулы типа (23,34), определяющие плотности диффузионных потоков. Сравнение этих плотностей потоков в случаях самодиффузии и химической диффузии привело к установлению соотношения типа Даркена (ем. (23,41)) между В и /), имеющего вид (26,8). Таким образом, это соотношение оказывается справедливым не только в случае диффузии невзаимодействующих внедренных атомов по октаэдрическим междоузлиям ОЦК решетки, но и для общего случая любых структур решетки чистого (на узлах) металла и любых типов междоузлий. [c.273]

Градиент химического потенциала для любых элементов по обе стороны от aiOBepxHo TH раздела определяется фазовым равновесием, а также типом связи, так как последняя определяет активность реагирующих элементов. Однако необходимая информй- [c.131]

Представляя производство энтропии dSldt (скорость ее возникновения) в виде билинейной формы, справедливой [105] для линейных феноменологических уравнений переноса типа (174), где поток линейно зависит от обобщенной силы, пропорциональной градиенту химического потенциала йц,- у) ду = d i (у)1ду, путем суммирования и перехода к интегралу с учетом условия квазистационарности получаем в целом для всей реакции [c.118]

Необходимо теоретическое описание поведения ансамблей дефектов различного рода при действии полей напряжений, температур, при изменении градиентов химического потенциала с учетом механизмов накопления повреждаемости, зарождения и распространения очагов разрушения в приповерхностных и поверхностных слоях материалов при трении. В связи с этим должны быть усовершенствованы методологические принципы исследований, основанные на комплексном анализе физических, химических и механических процессов контактного взаимодействия. На базе комплексного исследования, моделирования процессов и свойств поверхности должны быть получены критериальные связи, позволяющие конструкторам, технологам и эксплуатационщикам иметь характеристики обобщенных оценок качества поверхности в целях применения их при выборе пар трения. [c.196]

Массообмен. Термодинамической движущей силой процесса массообмеиа является градиент химического потенциала среды 119] [i = h — Ts, где h и s — молярные энтальпия и энтропия. Энтропия идеального газа определяется по формуле [c.46]

Термодинамически возникновение химической микронеоднородности при полиморфном превращении объясняется различной растворимостью элементов а- и р-фазах. После перехода титана из р- в а-состояние элементы, стабилизирующие р-фазу и имеющие ничтожную растворимость в а-фазе, вытесняются на поверхность раздела этой фазы. Как только в матричной фазе появляются продукты превращения, на границе фаз возникает градиент химического потенциала, который и является движущей силой процесса перераспределения чужеродных атомов. Однако процесс гетерогенизации идет во времени и, кроме термодинамического фактора, надо учесть кинетические возможности реализации процесса перераспределения примесных атомов, который осуществляется посредством диффузии. В описанных опытах вызывала удивление большая скорость перераспределения атомов, в том числе тех, которые образуют твердые растворы замещения никеля, хрома и др. в процессе охлаждения они перемещались на большие расстояния (десятки микрон). Был сделан ориентировочньга расчет времени диффузии никеля на расстояние, равное ширине иглы а-фазы, в сплаве ВТ-5 и определен коэффициент диффузии никеля в интервале температур перераспределения. Оценка показала, что при перераспределении примесей в процессе охлаждения имеет место ускоренная диффузия (приблизительно на 4 порядка). [c.343]

Диффузия (от лат, diffusio - разлитие) - процесс самопроизвольного выравнивания концентрации в системе, заключающийся в постепенном проникновении одного вещества (газа, жидкости или твердого тела) в другое при их непосредственном соприкосновении. Причиной диффузии является тепловое движение частиц, вызываемое градиентом температуры, а также направленный перенос вещества, обусловленный градиентом концентрации (градиентом химического потенциала). Процессы диффузии математически могут быть описаны законами Фика [c.88]

Основмые затны диффузии. Движущая сила диффузии определяется градиентом химического потенциала (свободной энергии) диффундирующего компонента dii/dx. Диффузионный поток J (количество вещества, продиффундировав-шего в единицу времени через единицу плош,ади, перпендикулярной направлению диффузии) пропорционален этому градиенту [c.279]

На практике для определения диффузионных потоков при химико-термической обработке пользуются не градиентом химического потенциала, а градиентом концентрации, который определяется эксперимеатально по распределению кон- [c.279]

Идеология описания диффузии в двухкомпонентной системе подробно анализируется в работах Тарнера [3, 41. Автор приходит к разделяемой нами точке зрения, что в общем случае естественной движущей силой диффузии является не градиент концентрации, а градиент химического потенциала. Тарнер показал, что выбор разных двилотцих сил при описании диффузионного массопереноса приводит к несовпадающим между собой коэффициентам диффузии. [c.99]

Каков же этот механизм обычный термоактивируемый механизм зарождения и движения двойного перегиба [555] надбарьерный атермический [102, 519, 545, 548, 550] подбарьерный, за счет квантово-механического туннелирования [545, 555, 556] смешанный с протеканием двух процессов — термической активации и последующего туннелирования [555, 556] квантовый механизм с участием нулевых колебаний решетки [663] или же какого-либо принципиально другого типа, например, краудионный [557, 558], за счет реализации фазового перехода при очень высоких напряжениях [559, 560] механизм консервативного переползания [561, 562] и др. Ответ на этот вопрос дают экспериментальные данные главы 7, которые показывают, что в области хрупкого разрушения, где процесс термоактивируемого зарождения и движения двойных перегибов в поле высоких барьеров Пайерлса весьма затруднен и фактически подавлен и соответственно консервативное движение дислокаций при малых и средних величинах напряжений также фактически запрещено, практическ единственно возможным механизмом остается механизм их диффузионного, т.е. неконсервативного движения (переползания) под действием градиента химического потенциала точечных дефектов и появления осмотических сил соответствующей величины. Именно с этих позиций с учетом возможности неконсервативного движения дислокаций под действием осмотических сил легко устраняется разница между экспериментально наблюдаемым и расчетным зна- [c.252]

При попытке объяснить такой процесс исходя из закона Фи-ка, основанного только на градиентах концентрации, полученное D неизбежно является функцией концентраций, так как действительная движущая сила должна быть градиентом химического потенциала. Даркен показал, что в таком случае химическое D может быть связано с D индикаторных количеств отношением [c.35]

Пункт 3.2 посвящен исследованию кинетического состояния, которое характеризуется стационарным потоком и возникает под действием градиентов химического потенциала и температуры, играющих роль сопряженного поля и управляющего параметра. Показано, что рост градиента температуры приводит к росту энтропии в подкритическом режиме и ее уменьшению в кинетическом состоянии, которое, таким образом, Ифает роль упорядоченного. [c.79]

Характерная особенность подходов, на которых основывается рассмотрение в п. 3.1 и 3.2, заключается в использовании известной схемы Лоренца. В пользу такого выбора говорит уже то обстоятельство, что он приводит к стандартным соотношениям термодинамики и физической кинетики. Вместе с тем в п. 3.3 показано, что оба подхода следуют из единой лафанжевой схемы для набора двухкомпонентных полей, который состоит из плотности и сопряженного потока, энтропии и градиента химического потенциала, внутренней энергии и градиента температуры. Показано, что лафанжиан и диссипативная функция, приводящие к системе Лоренца, имеют простейший вид первый содержит квадратичное и кубическое слагаемые, вторая только квадратичные вклады удлиненных производных по времени. [c.79]

Lik — кинетические коэффициенты (коэффициенты Онзагера) Xk — термодинамические силы, В случае изотермического процесса термодинамическая сила, вызывающая перенос вещества в многокомпонентной систе-Мё, —Vjii, где V Xi — градиент химического потенциала /-го компонента. [c.22]

Ha этой формулы видно, что под влиянием градиента температуры даже при отсутствии градиента химического потенциала может возникнуть по-TOK атомов элемента, приводящий к появлению градиента концентраций. Это явление называют Соре или термодиффузией. Уирощенное [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...