Диффузия в твердых фазах

Процесс образования и роста зародыша сопровождается разделительной диф фузией в жидкой фазе (на межфазной границе), выравнивающей диффузией в твердой фазе, а в ряде случаев и конвективными потоками в жидкости, также выравнивающими ее состав. [c.442]

В реальных условиях кристаллизации сварных швов, даже в случае сварки на мягких режимах, диффузия в твердую фазу незначительна и поэтому полного выравнивания концентраций не происходит. Значительно большее значение имеет процесс отвода примеси из зоны концентрационного уплотнения в жидкую фазу. Скорость протекания этого процесса зависит от температуры расплава, свойств примеси и жидкой фазы, а также от внешних воздействий — конвективного, электромагнитного или механического перемешивания. [c.456]

Перераспределение элементов на оплавляемом участке ОШЗ связано с появлением между оплавленными зернами прослоек жидкой фазы. Характер МХН на оплавленном участке ОШЗ подобен МХН в сварных швах, однако показатели МХН в 1,2... 1,5 раза меньше. В среднелегированной стали показатели МХН в конечной структуре составляют для Мо — около 1,5 для Мп — около 1,4 и для S—около 1,2, при этом часто не наблюдается ликвация С — видимо, сказывается влияние выравнивающей диффузии в процессе гомогенизации при охлаждении. МХН не зависит от применяемых сварочных материалов, хотя степень оплавления ОШЗ различна — очевидно, основным определяющим фактором перераспределения служит диффузия в твердой фазе. [c.516]

Используемое для получения защитных покрытий насыщение из жидкометаллической ванны включает в себя процессы адсорбции, растворения, диффузии в твердой фазе. В работах, посвященных важнейшим аспектам этой проблемы, например в [1], [2], рассматривается взаимосвязь и роль этих процессов, особенно последних двух. [c.36]

Анализ указанных работ и других данных [27] показал, что насыщение легирующим элементом в условиях приложения к двухкомпонентной системе импульсных тепловых нагрузок может быть реализовано в результате диффузии в твердой фазе, из плазмы, из [c.26]

Исследования показали, что механизм проникновения и распределения легирующих компонентов представляет собой сложный процесс, включающий как механическое перемешивание составных элементов под действием гидродинамических сил и температурных градиентов, так и диффузионное распространение с образованием твердого раствора. При таких кратковременных процессах, как импульсное воздействие лазерного излучения, в соответствии с классическими представлениями, диффузия не может играть существенной роли в механизме легирования. Однако в этом случае можно предположить действие специфического механизма диффузии при неравновесных условиях, когда металлы в области легирования находятся в состоянии перегретой жидкости. В этих условиях основная масса легирующего металла может распространяться в зоне воздействия лазерного излучения отдельными потоками под действием механических сил, а в результате диффузии часть вводимого элемента как бы рассасывается по всему объему зоны. Правомерность существования такого механизма подтверждается тем, что коэффициенты диффузии для жидких металлов на несколько порядков выше коэффициентов диффузии в твердой фазе. [c.29]

Установление абсорбционного равновесия в общем случае протекает со значительно меньшей скоростью по сравнению со скоростью установления адсорбционного равновесия (в силу меньшей скорости диффузии в твердой фазе). Поэтому практическое использование процесса адсорбции может иметь место только при соблюдении ряда условий. С этой точки зрения различные иониты, в которых возможно абсорбционное равновесие, целесообразно разбить на следующие три группы 1) иониты с жесткой кристаллической решеткой 2) иониты, у которых параметры кристаллической решетки могут изменяться в некоторых пределах 3) иониты гелеобразной (гелевой) структуры. [c.172]

В основе контактного плавления лежат диффузионные процессы. Диффузия в твердую фазу при наличии контакта взаимодействующих материалов может продолжаться до тех пор, пока концентрация второго компонента взаимодействующей пары в поверхностном слое не достигнет равновесного предела растворимости при данной температуре. После этого, если температура соответствует эвтектической или минимуму на линии солидуса, в системах начинается образование жидкой фазы. С момента ее возникновения дальнейшее взаимодействие контактирующих мета.мов происходит уже через слой расплава. Образование твердого раствора в поверхностном слое металлов, находящихся в контакте с жидкой фазой, является процессом, непосредственно подготавливающим плавление этого слоя. Поэтому и после возникновения кидкой фазы контактное плавление рассматривается как процесс плавления твердых растворов, образовавшихся за счет диффузии атомов второго компонента из жидкости и ухода атомов первого компонента в жидкую фазу. [c.13]

Для процесса диффузии в твердых фазах должны соблюдаться следующие условия 1) малое различие в размерах диаметров атомов паяемого металла и компонентов припоя, не превышающее 15—16% 2) определенная растворимость припоя в конструкционном материале, что может быть выявлено по данным бинарных диаграмм состояния сплавов. [c.335]

Если затвердевание происходит в условиях равновесия, на-кривых всех сплавов состава между С и Е (рис. 68, а) вначале обнаруживается остановка, сопровождаемая далее горизонтальной площадкой, связанной с эвтектическим затвердеванием. В подобных условиях на кривых сплавов, содержащих элемента В меньше, чем указывает точка С. не проявится эвтектическая горизонталь. Практически охлаждение не может быть настолько медленным, чтобы произошла полная диффузия в твердой фазе, и поэтому эвтектическая остановка обнаруживалась для сплавов, содержание В в которых меньше, чем в точке С. [c.130]

При определении механизма экстрагирования в любом аппарате обязательно выяснение характера диффузии в твердой фазе диф- [c.610]

Диффузия в твердой фазе, предшествующая плавлению припоя, зависит от интенсивности процесса флюсования, наличия контакта основного металла и припоя, температуры и продолжительности нагрева. Этот процесс активно протекает при образовании контактно-реакционного спая, а также растворно-диффузионного, когда припой применяется в виде гальванического покрытия, слоя плакирования или напыления. Диффузионные процессы в твердом состоянии имеют особое значение в случае диффузионной пайки, при которой в резуль- [c.76]

Увеличение количества эвтектики в структуре сплава с повышением скорости охлаждения объясняется различной полнотой прохождения выравнивающей диффузии в твердой фазе. Уменьшение количества эвтектики при большой скорости охлаждения объясняется измельчением дендритных ячеек твердого раствора при одновременном увеличении их числа, в результате чего повышается суммарное содержание цинка в твердом растворе. Кривая рис. 47, в показывает, что характер изменения количества неравновесной эвтектической составляющей с увеличением скорости охлаждения в паяных швах системы алюминий —цинк такой же, как при кристаллизации сплавов в больших объемах. [c.106]

В зависимости о г характера и продолжительности взаимодействия иа межфазной границе строение спая может быть различным. Если расплав припоя при температуре пайки не насыщается основным металлом до состава, соответствующего ликвидусу их равновесной диаграммы состояния, то изотермическая кристаллизация в шве не происходит, и спай представляет собой кристаллические образования на межфазной границе, возникающие в результате выделения избыточного компонента из расплава при охлаждении. Диффузионный слой при этом может образоваться в основном металле только после пайки в результате диффузии в твердой фазе. [c.118]

Растворно-диффузионный спай, когда основной металл и припой образуют между собой твердые растворы, если не учитывать диффузию в твердой фазе при нагреве под пайку, начинает формироваться с момента смачивания основного металла расплавом припоя. В результате протекающего при этом растворения твердого металла в жидком припое состав зоны сплавления изменяется, достигая равновесного при данной температуре, соответствующего пересечению изотермы с линией ликвидуса. В процессе растворения одновременно идет диффузия из жидкости в твердую фазу, но поскольку скорость растворения твердого металла в жидком значительно выше, чем диффузия в твердой фазе, то диффузионная зона на поверхности основного металла не образуется. С приближением состава зоны сплавления к равновесному скорость растворения основного металла замедляется, и в основном металле начинает образовываться диффузионная зона. Наиболее активная диффузия при этом протекает по границам зерен и дефектам структуры основного металла. [c.118]

Кинетика процесса изотермической кристаллизации, начинающейся после достижения равновесного состава жидкой и твердой фаз, определяется, таким образом, соотношением скоростей диффузии припоя в основной металл и основного металла в зону сплавления. При определенном пересыщении жидкости происходит выделение из нее твердого раствора. Диффузия припоя в твердую фазу снова вызывает пересыщение и последующее выделение из жидкости твердого раствора до тех пор, пока в зоне сплавления не останется жидкой фазы и не произойдет полная изотермическая кристаллизация. В результате в момент завершения кристаллизации состав центральной части зоны сплавления соответствует солидусу равновесной диаграммы состояния. Первоначально выделявшийся при кристаллизации на подложку твердый раствор вследствие диффузии в твердой фазе с течением времени обедняется припоем, концентрация которого понижается от равновесной, соответствующей солидусу, до нуля на границе диффузионной зоны с основным металлом исходной концентрации. [c.122]

Первой стадией взаимодействия является диффузия компонентов в объем металлов. Диффузия в твердой фазе при контактном плавлении идет до тех пор, пока концентрация второго компонента в поверхностных слоях взаимодействующих металлов не достигнет равновесного предела растворимости при данной температуре. По достижении этого момента при определенной степени насыщения начинается образование жидкости. Диффузия наиболее активно протекает в сторону компонента, обладающего большей растворяющей способностью. Например, в системе Ag—Си диффузия идет в сторону се- [c.140]

Первым из всех механизмов диффузии в твердой фазе был известен механизм. непосредственного обмена атомов. Уже позже было введено понятие о кольцевых механизмах диффузии, вероятно, требующих меньше энергии. Однако до настоящего времени не зафиксировано ни одного случая таких механизмов. [c.32]

Затвердевание протекает настолько медленно, что диффузия в жидкой и твердой фазах не допускает возникновения градиентов концентрации в системе, поддерживая, таким образом, все время равновесие. Этот случай, называемый равновесной кристаллизацией, характеризуется отсутствием сегрегации и на практике никогда не реализуется, потому что скорости диффузии в твердой фазе слишком малы. [c.167]

Кристаллизация происходит со скоростью, которая мала по сравнению со скоростями выравнивания концентрации примеси в жидкой фазе, обусловленного перемешиванием жидкости, и велика по сравнению со скоростями диффузии в твердой фазе, так что концентрационные градиенты в расплаве отсутствуют, а диффузией в твердом слитке можно пренебречь. Это так называемый случай полного перемешивания, который приводит к максимальной сегрегации. Практически можно получить распределение примеси, очень близкое к описываемому кривой 2. [c.167]

В заключение следует заметить, что благодаря диффузии в твердой фазе величина АС в кристалле после окончания выращивания обычно бывает меньше, чем указывалось выше. [c.195]

Так как температура плавления марганца 1242 °С, то при 1200 °С формирование структуры происходит путем диффузии в твердой фазе, а при 1280 °С происходит жидкофазное спекание. В результате повышения температуры спекания и времени изотермической выдержки в исследуемых интервалах значительно увеличиваются прочностные и пластические характеристики сплавов. Оптимальное содержание углерода независимо от технологии получения составляет 0,6-0,8 %. [c.83]

Рассмотрим это на примере сплава 1 (рис. 67, а). При ускоренном охлаждении, когда выравнивающая диффузия в твердой фазе не успевает происходить, средний состав кристаллизующейся а-фазы будет определяться неравновесным солидусом пщп . Равновесная кристаллизация сплава (см. рис. 67) должна закончиться при температуре 4 (точка к). [c.106]

Очистка металлов от примесей фракционированной кристаллизацией основана на различии в растворимости примесей в твердой и жидкой фазах и медленности диффузии в твердой фазе. [c.398]

Уравнение выведено в предположении, что Д —величина постоянная, диффузия в твердой фазе отсутствует, а в жидкой фазе протекает настолько быстро, что концентрация примеси одинакова во всем объеме расплава. Действительные условия несколько отличаются от идеальных. [c.400]

Спекание. Характерной особенностью здесь является то, что твердые сплавы спекают исключительно в присутствии жидкой фазы. Механизм такого спекания следующий сначала происходит диффузия в твердой фазе, затем, с появлением жидкой фазы, происходит уплотнение за счет перемещения частиц жидкостью под действием сил поверхностного натяжения, перекристаллизация через жидкую фазу и дополнительное уплотнение за счет срастания зерен. [c.517]

Неравновесная кристаллизация из жидкого раствора обычно происходит без большого переохлаждения и определяющей чертой нарушения условий равновесия является запаздывание диффузии в твердой фазе в жидкой же фазе диффузионные процессы успевают пройти полностью. Для вторичной неравновесной кристаллизации характерны значительные переохлаж- [c.140]

О — число атомов в единице объема соответствующих фаз ( oi соз). Численные оценки показывают, что если значение Ajg не сли1Нком мало (Д22 1), то второй сомножитель правой части уравнения (20) весьма мал (<10 ), поэтому для технологических оценок им можно пренебречь, т. е. не учитывать диффузию в твердую фазу [1]. Таким образом, скорость перемещения границ при контактном плавлении [c.48]

Р1+Рз Полученные зависимости достаточно хорошо совпадают с имеющимися экспериментальными данными. Расчеты показывают, что даже в случае большого времени взаимодействия (t = = 10 с при >2 = 5-10 5 mV , Dj и D3 Я 10 см /с) ширина диффузионного слоя в твердой фазе составляет несколько десятков межатомных расстояни.й Диффузию в твердую фазу необходимо учитывать в том случае, если второй член уравнения (21) близок к единице (потоки в твердую и жидкую фазы сравнимы, т. е. D /Di 10 ) и значение А22 — термодинамический стимул для диффузии в жидкость — достаточно мало (не [c.48]

Содержание BaNbaOe в центре и на периферии кристалла составляет, по данным авторов работы [32], 66 и 69 мол.% соответственно. На наш взгляд, такая разница в составах может быть обусловлена только различием тепловых условий кристаллизации центра и периферии кристалла, так как диффузией в твердой фазе при охлаждении можно пренебречь. Основной причиной такого явления может служить вогнутая форма фронта кристаллизации вследствие неправильно подобранных градиентов температуры. Выращивание кристаллов большого диаметра также может сопровождаться перегревом расплава в центре вследствие малой теплопроводности кристалла и плохого отвода теплоты кристаллизации от границы раздела фаз. Избавляться от изменения состава по диаметру кристалла и вызываемой этим дополнительной тенденции к растрескиванию можно поддержанием в процессе роста плоского фронта кристаллизации. [c.209]

Расс. ю1рим это па примере С1ттава 1 (рнс. 40. к). При ускоренном охлаждении, когда выравнивающая диффузия в твердой фазе не успевает про- [c.59]

В неравновесных условиях средний состав твердого раствора при этой температуре (точка р) не со Впадает с составом сплава. От-нощение р(11р1 характеризует относительное весовое оличество неравновесной жидкой фазы при температуре /4. Неравновесная кристаллизация будет продолжаться ниже температуры до тех пор, пока средний состав твердой фазы не совпадет с составом сплава в точке 5. В этот момент поверхностный слой кристалла имеет соста1В точки т. Если диффузия в твердой фазе полностью подавлена, то кристаллизация закончится при температуре плавления компонента В. [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...