Диффузия самодиффузия

Определяющей особенностью бейнитного превращения является то обстоятельство, что оно протекает в интервале температур, когда практически отсутствует диффузия (самодиффузия) железа, но интенсивно протекает диффузия углерода, т. е. интервал бейнитного превращения расположен выше точки d, но ниже точки е Чернова (см. рис. 194). [c.270]

После снятия напряжений процесс направленного перемещения атомов и вакансий приостанавливается и заменяется обычной диффузией (самодиффузией), протекающей одинаково интенсивно во всех направлениях. [c.154]

Разупрочнение деформированного (наклепанного) металла обусловлено протеканием различных процессов, возникающих в металле при повышении температуры и связанных с термической активностью атомов кристаллической решетки и процессами диффузии (самодиффузии). [c.8]

Эта зависимость получила название первый закон Фика. Знак минус указывает, что диффузия (самодиффузия) протекает в направлении от объемов с большей концентрацией к объемам с меньшей концентрацией. Если градиент концентрации изменяется во времени (т), то процесс диффузии описывается вторым законом Фика [c.32]

Существуют два вида диффузии самодиффузия и гетеродиффузия, или химическая диффузия. Самодиффузией называют тепловое перемещение атомов в чистых металлах, а также атомов металла-раство-рителя в твердых растворах. В некоторых случаях к самодиффузии относят перемещение атомов любого компонента системы при отсутствии градиента концентрации. Гетеродиффузией или химической диффузией называют перемещение в веществе чужеродных растворенных атомов при наличии градиента концентрации. Если гетеродиффузия связана с образованием новых фаз, то такая диффузия называется реакционной. [c.89]

Рис. 11.2. Коэффициенты взаимной диффузии, самодиффузии и диффузии индикатора в бинарной жидкой смеси /<-октана и -до-декана при Т — 60 °С.

Коэффициенты взаимной диффузии, самодиффузии и диффузии индикатора. [c.470]

Кроме рассмотренного ранее процесса образования графита непосредственно при кристаллизации, возможен и другой способ образования графита. Как уже неоднократно указывалось, цементит — неустойчивое соединение и при определенных условиях (определенной температуре) распадается с образованием аустенита и графита или феррита и графита. Для осуществления этого процесса требуется диффузия углерода к центрам кристаллизации графита и самодиффузия железа от мест, в которых графит выделяется. [c.207]

Если концентрация раствора выравнялась, то гетеродиффузия, подобно самодиффузии, становится хаотической по направлению. Известны случаи так называемой восходящей диффузии от. мест с низкой концентрацией к местам с высокой концентрацией. В каждом случае имеются особые причины для такого процесса (обычно неравномерное распределение третьего медленно диффундирующего элемента или неравномерное распределение напряжений), в основе которого также лежит стремление системы н уменьшению свободной энергии. [c.320]

При выводе этого закона принимали, что коэффициент диффузии не зависит от концентрации, что справедливо только для самодиффузии. Поэтому это уравнение должно решаться и решено для определенных граничных условий диффузии. [c.27]

Рассмотрим, следуя Френкелю, диффузию атомов по вакансиям. Допустим, что в кристаллической решетке рядом оказались атом и вакансия, как показано на рис. 6.19. Вследствие достаточно большой флуктуации энергии атом может перескочить в соседнюю вакансию, находящуюся справа. После такого перескока, являющегося элементарным актом самодиффузии, вакансия переместится влево на одно элементарное межатомное расстояние б. Вероятность перехода атома из узла в вакансию определяется выражением (6.108). Очевидно, что она должна быть обратно пропорциональна времени т оседлой жизни атома (вакансии) в узле, тогда [c.200]

Коэффициенты диффузии в твердых телах очень малы, много меньше, чем в газах. Так, коэффициент самодиффузии золота при комнатной температуре составляет около 10- = м /с, а для кислорода в атмосфере он равен примерно Ю- м /с. [c.208]

Согласно элементарной кинетической теории газов выражение для коэффициента диффузии малой примеси в газе, состоящем из одного сорта частиц, а также для коэффициента самодиффузии имеет вид [c.375]

Коэффициент самодиффузии газов. В табл. 17.1 представлены значения коэффициентов самодиффузии Do при нормальных условиях (Г = 273 К, р = 0,1 МПа). Дан интервал температур, внутри которого коэффициент диффузии можно аппроксимировать степенной функцией [c.375]

Диффузия происходит в газах, жидкостях и твердых телах, причем диффундировать могут как растворенные в веществе посторонние частицы, так и частицы самого вещества. Последнее явление называется самодиффузией. [c.81]

Кроме переползания (неконсервативного движения) дислокаций, при наличии диффузии возможны и другие процессы. Вследствие пересечения движущихся дислокаций или при прохождении дислокаций через лес на дислокационных линиях образуются ступеньки. Для винтовых дислокаций движение ступенек является неконсервативным и сопровождается образованием вакансий, которые сдерживают движение дислокаций со ступеньками до тех пор, пока не появляется возможность для их исчезновения. Здесь механизм пластической деформации, контролирующий ее скорость, по-прежнему связан со скоростью диффузии вакансий, и энергия активации пластической деформации равна энергии активации самодиффузии. [c.156]

Анизотропия диффузии, выраженная отношением коэффициента самодиффузии вдоль дислокационных трубок (Du) к коэффициенту диффузии перпендикулярно дислокационным трубкам ( > ), который зависит от расстояния между дислокациями, т. е. от угла разориентации, также является функцией угла разориентации (см. рис. 97, б). [c.167]

Энергия самодиффузии при комнатной температуре вдоль гексагональной оси (здесь наблюдается анизотропия коэффициентов диффузии в отличие от кубических кристаллов) составляет 0,95 эВ для Zn, 0,79 эВ для d и 1,4 эВ для Mg. [c.204]

Наличие вакансий в решетке сообщает атомам подвижность, т е. позволяет им перемещаться в процессе самодиффузии и диффузии, и тем самым оказывает влияние на такие процессы, как старение, выделение вторичных фаз и т п. [c.13]

Таким путем можно провести сравнение коэффициентов самодиффузии (происходящей в отсутствие градиента концентрации химического элемента), т. е. коэффициента диффузии меченых атомов одного из компонентов в сплаве, с коэффициентом химической диффузии атомов того же компонента (при наличии градиента его концентрации). [c.249]

В отличие от самодиффузии, при образовании стабильных конфигураций и их высокого статистического веса значение >о становится низким и скорость диффузии уменьшается, так как образующиеся стабильные конфигурации неспособны обмениваться электронами и их перемещение внутри кристаллической решетки замедляется, а в отдельных случаях практически прекращается. [c.26]

Процесс образования силицида никеля в вакууме имеет три стадии. Вначале при температурах выше 1073 К никелевое покрытие разбивается на шарообразные частицы подобно тому, как уже было описано для усов сапфира с никелевым покрытием (разд. II, Г) и углеродных волокон с тем же покрытием (разд. III, В, 2). На второй стадии частицы никеля приобретают фасетчатую форму, причем особенно быстро это происходит в интервале температур 1173—>1373 К. Оценив время, необходимое для появления фасеток на частицах никеля при различных температурах, получаем из уравнения скорости реакции (разд. II, А,2) энергию активации 109 кДж/моль (рис. 22). Предполагается, что это — энергия активации самодиффузии в частицах никеля. На третьей стадии усы смачиваются никелем, и для этого процесса из уравнения скорости реакции получена энергия активации 310 кДж/моль (рис. 22). Эта величина меньше энергии активации диффузии никеля в углеродное волокно (461 кДж/моль), определенной в аналогичных условиях. [c.426]

Как видно из последних уравнений, увеличение коэффициента самодиффузии D должно уменьшить при прочих равных условиях долговечность материала величина начального активационного барьера (энергия активации разрушения) определяется энергией активации объемной самодиффузии напряжение а уменьшает начальную энергию активации движения вакансий на величину оа По, создавая области повышенной диффузии. [c.25]

В общем, скорость диффузии примесей внедрения значительно выше, чем скорость самодиффузии молибдена. Но при[ одном и том же количестве второй фазы в молибдене по мере коагуляции частиц пути диффузии между ними увеличиваются, градиент концентрации примеси внедрения между большими и малыми частицами падает, что приводит к уменьшению скорости диффузии примесных атомов. Кроме того, уменьшение поверхностной энергии, движущей силы процесса коагуляции, связанное с ростом радиуса кривизны частиц, также способствует уменьшению скорости процесса коагуляции, которая выражается так [c.47]

Меченые атомы и соединения позволяют судить о поведении элементов в самых различных процессах. Радиоактивные изотопы могут быть использованы для контроля износа деталей машин и режущего инструмента, для исследования движения газов и шихтовых материалов, для оценки износа футеровки металлургических печей, для выяснения распределения серы и фосфора в сплавах, для разработки оптимальных режимов перемешивания сплавов и т, д. Меченые атомы используются для определения физико химических характеристик металлов и сплавов — упругости пара, коэффициентов диффузии и самодиффузии, диффузии металлов в окисные пленки, взаимной растворимости металлов и др. [c.429]

Пригар образуется в определенный период затвердевания поверхностного слоя отливки. Поэтому этот процесс необходимо рассматривать с точки зрения химической кинетики и капиллярных явлений, обусловливающих образование продуктов взаимо-действия жидкого металла с облицовкой формы. Известно, что образование химических соединений определяется подвижностью ионов и электронов взаимодействующих компонентов (фаз). Ионы железа, марганца и других компонентов жидкого металла характеризуются повышенной активностью и большими значениями коэффициентов диффузии и самодиффузии, вследствие чего интенсивно диффундируют в рабочий слой формы. [c.107]

Очевидно, что при переходе от жидкости к твердому телу, когда объем меняется приблизительно на 5%, коэффициенты диффузии твердого и жидкого тела около точки плавления должны иметь примерно один порядок. Опытные данные [Л. 15, 132] по диффузии для этих условий показывают, что действительно расхождения не превышают двух порядков. Ранее такой результат по самодиффузии в твердом теле и жидком теле при плавлении получен теоретически Френкелем из иных соображений [Л. 117]. [c.182]

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]

Особое значение в процессах термического разупрочнения имеет коэффициент диффузии. В реальных металлах и сплавах насчитывается много видов диффузии - самодиффузия, взаимодиффузия примесных атомов и легирующих элементов, трубочная диффузия вдоль дислокаций, зернограничная диффузия. Какой из них в наибольшей степени контролирует миграцию границ Пли каждый из них вносит свою лепту в общее значение Д Ответ на этот вопрос получим позднее, когда будем анализировать изменение релаксационных процессов в металле в зависимости от различных факторов. Пока примем рекомендации [4], где в качестве процессов, ответственных за термическое разупрочнение, приняты зернограничная и трубочная диффузии, для которых ориентировочно можно принять Q = 0,52сд, где 2сд энергия активации само диффузии. [c.138]

Вплоть до последнего времени считалось несомненным, что во всех твердых телах (металлах, сплавах, керамике, минералах и т, д.) при абсолютных температурах, больших половины температуры плавления, достигается степенная ползучесть, контролируемая диффузией [253, 354, 379]. Рациональной основой такого представления являются peзyльтatы интерпретации большого экспериментального материала и кажущаяся поразительной корреляция между энергией активации ползучести и энергией активации диффузии (самодиффузии в случае металлов, диффузии самых медленных компонентов в случае керамики и минералов и диффузии растворенного вещества или растворителя в сплавах). В тех редких случаях, когда измерялись активационные объемы ползучести и диффузии, они также оказывались близкими. Пуарье [289] критически пересмотрел источники этих данных и обнаружил, что общность утверждения, согласно которому ползучесть во всех материалах при Т >0,5Тт контролируется диффузией и происходит по степенному закону, можно подвергнуть некоторому сомнению. Оказалось, что во многих случаях график Аррениуса, построенный по - оригинальным, леотредактированным, данным, имеет заметную кривизну, а также что более или менее прямолинейные его части с наклоном, [c.128]

При спекании происходят сложные физические и физико-химические процессы — раскристаллизация, диффузия, самодиффузия, восстановление поверхностных оксидов и др. Механическая связь между частицами, образо- [c.445]

Диффузия (самодиффузия и гетеродиффузия) атомов возможна при условии, что диффундирующий атом имеет достаточный запас энергии для миграции в кри-сталлической решетке. При любой температуре средняя энергия колебания атомов в кристаллической решетке металла фиксирована. Однако энергия колебания отдельных атомов изменяется согласно законам теории вероятностей. Каждый атом, [c.17]

Кроме дырочного механизма возможны и другие диффузионные про-неееы перемещение дислоцированного атома из одного междоузлия в другие (пока он не попадет в дырку и успокоится ) или обмен местами двух соседних атомов. Дырочный механизм осуществим наи(5олее легко. Расчеты относительно самодиффузии меди дают следующие значения энергии активации процессов для дырочного механизма — 64 ккал/г-атом, перемещение дислоцированного атома 230 ккал/г-атом и при обменном механизме 400 ккал/г-атом. Столь большая разница в энергии активации приводит к тому, что диффузия реально протекает лишь путем дырочного механизма удельное значение других способов перемещения ничтожно мало. [c.321]

Последующее поведение локального объема и процесс образования несплош-ности в этом объеме можно рассматривать как взаимосвязанную цепь элементарных процессов разрыва связей. Так, например, пересечение дислокаций, которое становится возможным при достижении некоторой пороговой плотности дислокаций, приводит к следующим связанным процессам образование порогов на дислокациях —> движение дислокаций с порогами —> порождение точечных дефектов -> объемная самодиффузия диффузия моновакансий и внедренных атомов. Таким образом, процесс необратимого разрыва межатомных связей можно рассматривать как цепную реакцию, состоящую из взаимосвязанных элементарных процессов, а следовательно удовлетворяющую функции самоподобия [c.196]

Диффузию, ограничиваюш уюся перемещением атомов одного элемента в решетке другого, называют атомной. Этот вид диффузии наибол ее просто поддается физической интерпретации и поэтому изучен наиболее полно. Особенно простым случаем атомной диффузии является самодиффузия — перемещение атомов элементов в своей же собственной кристаллической решетке. [c.198]

Из-за больших искажений кристаллической решетки вокруг межузельного атома его энергия активации процесса миграции м меньше, чем для вакансии. Для меди энергия миграции вакансий составляет 1 0,5 эВ, для межузельного атома 0,16+0,10 эВ, т. е. межузельные атомы подвижнее, чем вакансии. Так как концентрация вакансий несоизмеримо выше концентрации дислоцированных атомов, то в процессах самодиффузии, т. е. диффузии атомов основного вещества, доминирующую роль играет вакансиопный механизм. Находящийся рядом с вакансией атом обладает повышенной энергией и может занять ее место. Время существования вакансии в одном узле кристаллической решетки зависит от температуры. Для кадмия при комнатной температуре это время составляет около суток, ближе к температуре плавления 4-10- с, т. е. частота диффузионных скачков вакансий 0,25- Ю с- . [c.29]

Диффузионные процессы могут происходить как в случае, когда концентрации химических веществ в объеме тела постоянны (самодиффузия), так и в том случае, когда эти концентрации изменяются с координатами. Самодиффузию можно изучать методом меченых атомов — радиоактивных изотопов элементов, образующих кристалл. Для этого в теле создается градиент концентрации меченых атомов (в отсутствие градиента концентрации химического вещества). Измеряя схшрость выравнивания концентрации меченых атомов, моя но судить о скорости протекания процесса самодиффузии. Процессы перемещения атомов некоторого химического вещества при их диффузии мозкно изучать, измеряя скорости выравнивания концентрации атомов этого вещества, если созданы неоднородности его распределения в объеме тела. В этом случае в теле имеется градиент концентрации химического вещества, вследствие чего такой вид диффузии может [c.234]

Не будем принимать во внимание геометрические искажения решетки, квантовые особенности атомных переходов, а также корреляцию в процессах этих переходов, В отличие от обычно проводимых расчетов, в этом и следующем параграфах не будем ограпичиваться случаем игалых концентраций внедренных атомов, принимая, что степень заполнения междоузлий внедренными атомами может быть любой. При такой постановке вопроса выяснится существенное различие в зависимости коэффициентов самодиффузии и химической диффузии внедренных атомов от степени заполнения ими междоузлий [23]. [c.265]

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]

В заключение разделов о диффузии внедренных атомов в металлах и сплавах отметим еще некоторые направления теоретических исследований в этой области. Систематическое рассмотрение процессов диффузии в фазах внедрения, в которых диффузионное перемещение атомев па узлах возможно в большинстве случаев благодаря тепловым вакансиям, а па междоузлиях обусловлено главным образом структурными вакансиями в под-решетке междоузлий, привело к созданию модели дырочного газа , широко применяемой к сплавам внедрения [18 — 22]. В рамках этой модели были проанализированы возможности различных механизмов диффузии внедренных атомов, в частности, механизма, при котором внедренный атом мон ет совершать переходы и в тепловые вакансии на узлах с последующим переходом в другую структурную вакансию на междоузлиях [19]. Исследовано было такн е влияние ближнего порядка в сплавах внедрения и концентрации сруктурных вакансий на параметры самодиффузии внедренных атомов [21]. [c.319]

В области высоких температур (выше 0,5Т пл) при обычных скоростях статических испытаний (е 10 с ) выполняется условие е > > 10 Д [86, 89, 90] (здесь О— коэффициент объемной самодиффузии), и в результате концентрация ступенек на дислокациях и концентрация вакансий в металле превосходят их термодинамически равновесные значения. Если учесть, что скорость диффузии примесных атомов при высоких температурах становится значительной и они уже не сдерживают движение дислокаций, то понятно, почему в данной области температур пластическая деформация происходит за счет миграции вакансий и дис[)фузни вдоль дислокаций, а энергия активации процесса определяется лишь энергией активации миграции вакансий [8]. Конкретные механизмы пластической деформации в этой области и ограничивающие их факторы достаточно подробно рассмотрены в разделе, посвященном картам механизмов деформации [31, 32]. [c.45]

Радиоактивные изотопы широко используются для изучения явлений диффузии, лежащих в основе многих процессов обработки различных материалов. При исследовании иараметров самодиффузии на металл наносят слой радиоактивного изотопа, а после диффузионного нагрева с поверхности металла снимают тонкие параллельные слои. Определяя при помощи счетчиков активности слоен, строят кривую диффузии, высчитывают коэффициент диффузии, определяют его зависимость от температуры и энергию активации. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...