Диффузия реактивная

Атомы наносимого элемента после хемосорбции или химической реакции растворяются и диффундируют в глубь основного металла. Различают два вида диффузии атомную, при которой не образуются новые фазы, а максимальная концентрация внедряемого элемента ограничена его предельной растворимостью в твердом растворе при данной температуре и плавно понижается по мере удаления от поверхности в глубь металла (рис. 78, а), например Сг в Fe, и реактивную, при которой в поверхностном слое возникает одна или несколько новых фаз, отличных от твердого раствора, через которые и идет диффузия, а распределение концентрации внедряемого элемента характеризуется наличием скачков концентраций на границах фаз (рис. 78, б), например А1 или Si в Fe. [c.119]

Для практического использования решение уравнения (240) представляют иногда в виде специальных номограмм, в которых используются безразмерные величины, распространенные в теории теплопередач Расчет термодиффузионных покрытий, образующихся в процессе реактивной диффузии (т. е. в условиях образования новых фаз), также может быть произведен, но является более сложным [c.121]

Образование твердых растворов и соединений между твердым и жидким металлом происходит в результате протекания диффузионных процессов в твердой фазе — атомной и реактивной диффузии — и является весьма нежелательным явлением, так как образующийся слой твердого раствора или интерметаллического соединения обычно бывает хрупким, что снижает пластичность всего изделия. Возможны также частные случаи химического взаимодействия жидкометаллической среды с компонентами твердого металла взаимодействие щелочных металлов с растворенным в твердых металлах кислородом, лития — с углеродом, серой и [c.144]

Следует подчеркнуть, что при образовании покрытий в основном протекает три процесса а) восстановление хлоридов ниобия водородом с осаждением металлического ниобия б) термическое разложение метана с выделением свободного и наиболее активного углерода в) реактивная диффузия углерода в ниобий с образованием соединений и различных фаз. [c.47]

При более низких температурах скорость реактивной диффузии углерода в ниобий мала, вследствие чего образуется смесь свободного углерода и металла. [c.49]

В Институте физической химии АН СССР в течение ряда лет ведутся исследования по образованию защитных покрытий на различных подложках. В настоящем сообщении приводятся результаты исследований по созданию покрытия из карбида ниобия на графитовой подложке методом газодиффузионного нанесения. Покрытие образовывалось в результате термического разложения паров пятихлористого ниобия на нагретой графитовой подложке и одновременно протекающего процесса реактивной диффузии углерода в слой осаждаемого металла с образованием карбида ниобия. [c.125]

Согласно существующим представлениям, идеальный композитный материал представляет собой совершенный механический континуум (что, как отмечалось выше, обеспечивается совершенством связи между компонентами композита) кроме того, у поверхности раздела должен существовать совершенный химический дисконтинуум. Иными словами, не должна происходить реактивная диффузия элементов, входящих в состав компонентов композита. Причины, по которым предпочтителен идеальный химический дисконтинуум, связаны с существом проблем, возникающих в отсутствие дисконтинуума. [c.46]

Требования механического континуума и химического дисконтинуума выполняются полностью или почти полностью лишь в композитах, компоненты которых являются термодинамически совместимыми материалами. Яркий пример композита такого типа— эвтектический композит, где одна из фаз эвтектической смеси представляет собой компонент с большой твердостью. Термодинамический генезис твердой фазы практически исключает реактивную диффузию между составляющими композита и одновременно обеспечивает механическую непрерывность в направлении, перпендикулярном поверхности раздела. [c.47]

Авторы работы [35] рассматривают типы уже решенных ранее задач о реактивной диффузии в бинарных системах. В этих решениях было принято одно из двух упрощений [c.121]

Экспериментальные данные [35] по реактивной диффузии между нелегированным титаном и карбидом кремния, содержащим [c.121]

Образование указанных соединений происходит в результате реактивной диффузии при взаимодействии вольфрама с бором в условиях высокотемпературного нагрева. [c.35]

Методы расчета тепло- и массообмена в контактных аппаратах, как правило, основаны на использовании коэффициентов переноса, отнесенных к площади поверхности контакта и объему реактивного пространства, коэффициентов эффективности и полезного действия, безразмерных комплексов, включающих произведение коэффициентов переноса на площадь поверхности контакта. Каждая группа методов характеризуется своими особенностями, но все они основаны на эмпирических, в том числе критериальных уравнениях. При этом числа подобия получены из общих уравнений движения, сплошности, теплопроводности и диффузии, выведенных для бесконечно малого объема среды, отражающих элементарный акт переноса, но не учитывающих в должной мере тепло- и массообмена в аппарате в целом. [c.4]

Другой особенностью сварных соединений разнородных сталей является возможность образования в зоне сплавления разнородных материалов переходных прослоек, вызванных диффузией углерода. Этот процесс реактивной диффузии, изученной достаточно подробно [43], [44], обусловлен разностью термодинамических активностей контактирующихся материалов, главным образом из-за разного содержания в них энергичных карбидообразующих элементов и прежде всего хрома, ванадия, ниобия и других. [c.47]

Пайку, при которой припой образуется Б результате контактного плавления соединяемых металлов, промежуточных покрытий илн прокладок, называют контактно-реактивной пайкой. Контактное плавление, являющееся фазовым переходом первого рода (изменение термодинамического состояния сопровождается конечным тепловым эффектом п изменением структуры), наблюдается у материалов, образующих эвтектики или имеющих минимум на диаграмме плавкости. Процесс контактного плавления состоит из двух основных стадий 1) подготовительной, заключающейся в образовании в зоне твердых растворов устойчивых зародышей жидкой фазы, их последующего диффузионного роста и слияния в тонкую пленку 2) собственно контактного плавления — движения межфазных границ, определяемого чисто диффузионным механизмом. Подготовительная стадия определяется в основном граничной кинетикой и включает в себя процессы взаимодействия в твердой фазе на активных центрах (образование химической, в частности, металлической связи) и последующий процесс взаимной диффузии в зоне мостиков схватывания. Таким образом, на отдельных локальных участках зоны контакта образуется диффузионная зона шириной X, подчиняющаяся законам граничной кинетики. Из уравнения X — = О фш) при следующих значениях констант Р = 10 см = [c.46]

При диффузионной обработке происходят диффузия, растворение, а также испарение отдельных компонентов. Например, марганец кипит при 2150 °С и при этой же температуре полностью испаряется. Поэтому при диффузионной обработке швов, паянных припоями, содержащими марганец, повышение температуры вторичного расплавления достигается за счет испарения марганца. При правильном сочетании припоя, температуры пайки и времени выдержки можно получить паяные соединения с температурой вторичного расплавления до 2760 °С. Например, при пайке вольфрама при 100—1100°С припоем платина — бор с добавкой порошка вольфрама в результате реактивной диффузии в шве образуется сплав, работоспособный при 2000 °С. Преимуществом этого припоя является то, что пайку вольфрама можно производить при температуре ниже температуры его рекристаллизации, т. е. без снижения механических свойств вольфрама. [c.259]

При контактно-реактивной пайке сплавов железа с графитом происходит диффузия активных карбидообразующих компонентов сплава в зону спаев с образованием пограничных слоев, обогащенных карбидами этих элементов. [c.277]

Диффузию, сопровождающуюся фазовыми превращениями, называют реактивной. [c.115]

При реактивной диффузии нередко в диффузионном слое образуются фазы на основе твердого раствора вычитания. Диффузионное перемещение металлов в твердых растворах вычитания протекает по сравнению с твердыми растворами замещения сравнительно легко, поскольку в них имеются в большом количестве вакансии. [c.289]

Вагнер дал методику расчета D для реактивной диффузии по экспериментально определенной толщине диффузионных слоев для двух случаев. [c.295]

Толщину окисной пленки можно изменить также путем нагрева до определенных температур при этом пленка утолщается за -счет протекания реактивной диффузии и из тонкой невидимой [c.56]

Представители второй точки зрения исходят в основном из известных случаев пайки металлов припоями, между которыми нет взаимной растворимости. Известно, что при пайке стали серебром, алюминия — кадмием, молибдена, вольфрама, ниобия и тантала — серебром и медью создаются более или менее прочные паяные соединения, тогда как растворимость между паяемым металлом и припоем мала или ничтожна. Существуют даже категорические высказывания, что между этими парами металлов нет никакой растворимости ни в жидком, ни в твердом состоянии. Некоторые считают, что при пайке алюминия легкоплавкими припоями нет взаимной диффузии атомов, т. е. между ними нет сцепления (когезии), а происходит склеивание (адгезия) [204]. Исходя из такой точки зрения было предложено процесс пайки разделять на две группы 1) с участием обратимых физических процессов и 2) с участием необратимых реактивных процессов. [c.7]

Появление жидкой фазы между границами зерен паяемого металла возможно не только вследствие проникновения ее из шва, но и в результате диффузии легирующих элементов на границах зерен или к границам из самих зерен с последующим образованием эвтектической жидкой фазы в результате контактно-реактивного плавления. Такой процесс образования и развития жидкой фазы возможен при пайке стали медью с образованием эвтектики Ре — Си — С, а также при пайке стали эвтектическим припоем Ре — В с образованием тройной эвтектики Ре —В —Сг. [c.29]

При контактно-реактивном плавлении образование жидкой фазы происходит прежде всего по границам зерен и некоторых дефектов кристаллитов контактирующих металлов [109], так как коэффициент граничной диффузии на несколько порядков выше коэффициента объемной диффузии. Роль границ зерен при кон-150 [c.150]

Известны случаи пайки путем диффузии из припоя компонентов-депрессантов (снижающих температуру плавления сплава) в основной материал, предотвращающих или устраняющих образование прослоек интерметаллидов в шве, например при пайке титана и некоторых его сплавов с применением в качестве припоя серебра 168], а также эвтектики N1 — [246], возникающей при контактно-реактивном плавлении титана с прослойкой никеля, внесенной в зазор между соединяемыми деталями при пайке меди ртутью или галлием 137] при пайке свинца ртутью, никелевых сплавов припоями N1 — Р и т. д. [c.162]

К химическому методу относится также контактное осажденрге металлов из раствора. Для листовых полуфабрикатов применяется горячий способ нанесения покрытий из расплавов цинка, олова, алюминия. Металлические покрытия должны обладать хорошей пластичностью. Пластичность покрытия определяется промежуточным слоем интерметаллидов, образующихся в результате реактивной диффузии. Для регулирования пластичности в расплавы вводятся добавки других металлов. В промышлен-иости применяется также термодиффузионное поверхностное легирование сталей хромом, алюминием, кремнием и другими элементами G целью повышения их жаростойкости и коррозионной стойкости в агрессивных средах. Процесс проводится при высоких температурах из измельченной твердой или газовой фазы хлоридов или других соединений соответствующих металлов. [c.49]

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]

Наиболее распространенным типом связи в композициях третьей группы является связь, возникающая в результате химической реакции между волокном и матрицей с образованием продуктов взаимодействия. Примером может служить взаимодействие в системе титан—борное волокно, при котором образуется диборид титана TiBa- Как правило, образование этого типа связи контролируется процессами реактивной диффузии. [c.59]

Возможны и другие объяснения. Так, в результате упругого последействия, а также пластических дефомаций на поверхности трения образуются наплывы. Они сдавливаются трущимися поверхностями и прессуются в тонкие пленки налипов, обладающих большой химической реактивностью, присущей ювенильным поверхностям. Известно, что металлы являются катализаторами, облегчающими диссоциацию молекул ряда соединений на углерод, водород, азот, кислород и др. Это способствует диффузии указанных элементов в решетку металла и образованию в его приповерхностном слое новых твердых растворов — интерметаллидов и даже металлоорганических соединений. Подобной гипотезой можно объяснить наличие нитридов в налипах, обнаруженных при анализе последних. [c.336]

Члены в правой части представляют собой равнодействующие сил, соответствеино объемных, давления и трения. Так как для реактивного пространства контактных аппаратов характерным является не только поле сил тяжести, в котором при вынужденном течении газа можно было бы пренебречь равнодействующими объемных сил и сил давления, но и поле центробежных или других сил, то указанные составляющие должны быть в общем случае учтены. Однако уравнение движения отличается от рассмотренных ранее уравнений диффузии и теплопроводности не только этим. Так, для него не является очевидным свойство, аналогичное равенству (по модулю) градиентов парциальных давлений компонентов в уравнении диффузии. Поэтому субстанциональная производная вектора скорости в левой части уравнения движения не претерпевает каких-либо изменений, кроме исключения локальной составляющей, так как рассматриваем етационарные процессы в аппаратах [c.38]

Перед испытанием измерялась микротвердость поверхностных слоев образцов из исходных и сульфидированных металлов на приборе ПМТ-3 при нагрузке 20 г (рис. 1). На поверхности образцов из титана зафиксирована пленка сульфидов толщиной до 5 мк. Микротвердость поверхностпых слоев сиижается после сульфидирования в интервале 0—50 мк, приближаясь далее к микротвердости основного металла. Микротвердость поверхностных слоев стали 4X13 после сульфидирования заметно повышается в интервале О—30 мк. Это подтверждает результаты проведенного ранее исследования по сульфидированию нержавеюш,ей стали, из которых следует, что степень реактивной диффузии серы в нержавеюш ей стали невелика и область с измененной структурой весьма ограничена. Для чугуна наблюдается значительное повышение микротвердости металлической основы на большой глубине. [c.125]

Трение титана в различных средах. При трении в поверхностных слоях трущихся деталей происходит развитие пластических деформаций, на интенсивность которых значительное влияние оказывает теплота трения. Одновременно с этим существенно возрастает роль диффузионных и окислительных процессов. Для титана, являющегося реактивным металлом, влияние диффузии газов из окружающей среды на характер трения и износа оказывается более существенным, чем у обычно применяемых в технике металлов. Это обстоятельство, а также влияние процесса наводорожи-вания поверхности титана при трении впервые было показано авторами [23] при исследованиях изменений в поверхностных слоях сплавов титана марок ВТБ и ВТ14 и их связи с антифрикционными характеристиками в зависимости от удельной нагрузки, скорости и пути трения в воздухе, в 3%-ном растворе Na l, трансформаторном масле и аргоне. Трение однородной пары из титанового сплава марки ВТБ во всех средах сопровождалось схватыванием трущихся поверхностей, которое при нагрузке 10 кгс/см обнаруживается уже в процессе приработки, и исходная шероховатость поверхности (классов 7—8) постепенно ухудшается до классов 2—Б в зависимости от удельной нагрузки. Процесс схватывания носит установившийся характер, что проявляется в прямолинейной зависимости износа контртела и образца от пути трения. Типичный для других сочетаний металлов (или других видов фрикционной связи) участок неустановившегося износа отсутствовал. Среднее значение суммарной интенсивности износа образцов и контртел во всех испытанных средах при скоростях трения 0,2 м/с оказалось линейной функцией удельной нагрузки q (рис. 87, а) [c.183]

Образование пор происходит и при диффузии, сопровождающейся формированием промежуточных фаз ( реактивная диффузия). В системе железо — кислород их наблюдал Пфайль [349]. По-видимому, порообразование сопутствует окислению многих металлов. Часто окисление осуществля- [c.97]

Для определения D в случае реактивной диффузии следует пользоваться методом Матаио. Эффективный коэффициент диффузии можно определить и не располагая концентрационной кривой, если предположить, что концентрация [c.294]

При пайке титана ВТ1 с медью М1 серебряными припоями наблюдается не только образование прослойки хрупкого интерметаллида СнзТ по границе шва с титаном, но и интенсивное проникновение жидкой фазы по границам зерен меди и сильная ее эрозия, что, по-видимому, связано с развитием реактивной диффузии второго рода. В местах проникновения жидкой фазы в медь обнаруживается обычно резкое укрупнение ее зерен. Пайку титановых сплавов с медью или сталью типа 18-8 [c.351]

Исследование диффузионных явлений производили также на соединениях меди б = 1 мм с алюминием АВООО б = 1 мм ( = = 8 мкм. Fee = 220 кГ, tee = ><) Выбор ЭТОЙ пары металлов обусловлен тем, что в результате реактивной диффузии на границе в месте сварки может образовываться промежуточная фаза. Такая фаза толщиной около 1 мкм была обнаружена на части сварных соединений (4 = 0,8 1,1 сек), а также в отдельных местах в образцах, сваренных при tee = 0,4 сек. Произведенная оценка глубины диффузии, т. е. толщины промежуточной фазы, при сварке меди с алюминием показала, что коэффициент диффузии меди в алюминии приблизительно на два порядка выше, чем [c.32]

При взаимодействии расплавленного металла с другим металлом, имеющим более высокую температуру плавления и находящимся в твердом состоянии, также может происходить коррозия. Взаимодействие жидкого металла с твердым определяется их природой (электронной структурой, электроотрицательностью и т.п.) и может протекать с образованием твердых растворов и интерметаллических соединений. Процесс растворения твердого металла в жидком протекает в результате атомной и реактивной диффузии, т. е. диффузии, связанной с образованием интерметаллидов. Кинетика растворения твердых металлов в жидких в сильной степени зависит от температуры и характера образующихся интерметаллическнх соединений. [c.31]

Миграция углерода в зоне сплавленпя вызывается реактивной диффузией, которая обусловлена разной термодинамическох стойкостью карбидов в контактируемых материалах и связана с реакцией образования на границе раздела со стороны легированной составляющей стойких карбидов за счет углерода, [c.198]

Рис. 4. Схема процесса реактивной диффузии в зоне сплавления нелегированного основного металла и легированного карбидообразующими элементами шва а — исходное состояние б — после отпуска I — легированный шов 11 — нелегированная сталь и Сц — концентрация углерода в шве и основном металле С(п и Сд—концентрация растворенного углерода в основном металле и шве (для высоколегированных швов Сд= 0) Сд — концентрации растворенного углерода в шве вблизи границы раздела Сд — концентрации углерода в науглероженной прослойке

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...