Диффузия механизм для чистых металло

Если пористость оксидной пленки невелика, то, наряду с диффузией реагирующих компонентов, большую роль в механизме окисления металла играет диффузия в газовой фазе и процесс контролируется чисто диффузионным обменом (в твердой и газовой фазе). При более высокой пористости окалины окисление металла не определено чисто диффузионным обменом и на коррозию металла влияют процессы на фазовой границе металл —оксид, т. е. имеет место диффузионно-кинетический режим окисления. [c.60]

Однако мартенситное превращение может происходить также в чистых металлах, например в титане, цирконии и кобальте, и в этом случае физическая сущность заключается в том, что мартенситный механизм не включает элементарные акты само-диффузии. [c.252]

Продуктом массивного превращения обычно является пересыщенная низкотемпературная фаза, фигурирующая на равновесной диаграмме состояния. Для протекания превращения необходимо термически активируемое перемещение атомов на небольшое число межатомных расстояний перемещение это облегчается, вероятно, при наличии некогерентной границы раздела. Превращение такого типа не может начаться, пока движущая сила не достигнет довольно высокого значения, достаточного для зарождения некогерентной границы, но еще недостаточного для реализации мартенситного механизма превращения. Скорость охлаждения, таким образом, должна быть такой, чтобы можно было предотвратить заметный распад на равновесные фазы путем диффузии на далекие расстояния, но не настолько большой, чтобы оказался невозможным термически активируемый рост. С кинетической точки зрения массивное превращение является в какой-то мере промежуточным между равновесным распадом и возможным мар-тенситным превращением в чистых металлах оно представляет [c.287]

Л отвечает диффузии при больших градиентах концентрации атомов А и В, но при нулевом градиенте концентраций вакансий, что несовместимо с представлением о механизме ползучести, контролируемом диффузией в однородном сплаве. (Надо иметь в виду, что (4.44) отличается от (4.40)), Кроме того, при или Ыв, стремящихся к нулю, В не стремится к коэффициенту самодиффузии для чистых металлов. [c.143]

Скорость ползучести твердого раствора в условиях, когда он ведет себя как твердый раствор класса II, такая же, как скорость ползучести чистых металлов, контролируемая неконсервативным движением краевых дислокаций, т. е. механизмом, зависящим от диффузии вакансий (разд. 9.2). Следовательно, соответствующий средний коэффициент диффузии определяется выражением [c.53]

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]

Между природой фаз, образующихся при диффузии чистых элементов в металл, и бинарной диаграммой состояния их сплавов существует закономерная связь, которой определяется также и механизм взаимодействия их на поверхности раздела при диффузии. [c.225]

Самодиффузия галогенидов щелочных металлов в кристаллах также происходит по вакансионному механизму, поэтому на ее скорость можно влиять, изменяя концентрацию вакансий введением соответствующей примеси. Если диффузия определяется концентрациями собственных катионных или анионных вакансий (высокие температуры или очень чистый кристалл), наклон прямой в координатах [c.113]

Уравнение (18) для Г справедливо только для диффузии в кристалле примесей внедрения. Теперь рассмотрим самодиф-фузию в чистых металлах. Стандартным методом определения коэффициента диффузйи в чистых металлах является нанесение слоя радиоактивного изотопа на образец данного металла с последующим отжигом и определением глубины проникновения радиоактивного вещества. После сравнения результатов подобных исследований с теоретическими расчетами было сделано заключение о том, что у большинства (если не у всех) чистых металлов механизм диффузии является вакансионным. Это означает, что в кристаллической решетке имеется небольшое количество вакантных узлов, и атом перемещается только в том случае, если он может занять одну из имеющихся соседних вакансий, которая окажется рядом с ним. В этом случае частота перескока атома определяется не только частотой колебаний, в результате которых атом приобретает энергию, необходимую для перескока, но и временем нахождения его по соседству с вакантным узлом, который он может занять. [c.144]

В механизме окислительного изнашивания важную роль играют строение окисных пленок и их механические свойства. Строение и свойства пленок окислов в значительной степени зависят от их толщины. Тонкие сплошные пленки (1-10) 10 м, как правило, образуются при невысоких и умеренных температурах. Однослойная окалина (окисная пленка) образуется только на чистых металлах с постоянной валентностью, например на алюминии и никеле. Металлы с переменной валентностью (железо, медь, кобальт, марганец), имеющие различные степени окисления, могут давать многослойнук окалину - несколько окисных фаз, отвечающих различным степеням окисления. Порядок расположения слоев от внешней к внутренней поверхности будет соответствовать убыванию содержания кислорода в каждой окисной фазе. Однако эти же металлы в определенных условиях окисления могут образовывать практически однофазные слои, отвечающие одной степени окисления. Более сложная картина наблюдается при окислении сплавов. Металлы, входящие в состав сплавов, обладают различным сродством к кислороду. Это обстоятельство и разная скорость диффузии металлов в пленке окислов обусловливают более или менее сильную сегрегацию атомов металла в окисной пленке. В сложных сплавах при окислении происходит обогащение или обеднение пленки окислов элементами, входящими в сплавы. При этом степень обогащения ИЛИ обеднення зависит от сродства металла к кислороду и от скорости диффузии металла в слое окисла. [c.131]

Из четырех перечисленных меха- низмов в чистых металлах и сплавах со структурой твердых растворов замещения должен преобладать вакансион-ный механизм диффузии. [c.55]

Д — средняя длина перескока, считалось, что движение атома случайно, т. е. направления его последовательных перескоков равновероятны. При ваканснонном механизме это верно для вакансии в чистом металле (атомы одного сорта). Такой вакансии безразлично, с каким атомом обмениваться местами. Однако это не так для атома даже при самодиффузии. Если атом поменялся местами с вакансией, то для него вероятность на следующем этапе вернуться обратно больше, чем вероятность любого другого перескока. Поскольку обратный перескок возвращает атом в первоначальное положение, коэффициент диффузии при учете эффекта корреляции уменьшается и равен [c.107]

Таким образом, имеется достаточно оснований полагать, что вакансионный механизм образования и роста пор является одним из основных при высокотемпературном разрушении металлических сплавов. Хотя теоретический анализ показывает [18], что для образования зародыша поры критического размера в чистом металле требуется очень большое пересыщение, коагуляция вакансий в действительности уже наблюдается при избытке, равном 1,05. Это объясняется гетерогенным характером образования пустот в процессе диффузии. Сложное влияние оказывают границы зерен, поскольку они могут служить как источником вакансий, так и местом их стока. Кроме того, на границах зерен обычно адсорбируются чужеродные атомы, влияющие на концентрацию вакансий и релаксацию их. Оценки и опыт показывают, что в определенных случаях (порообразование в латуни в условиях вакуума и растягивающих напряжений) процесс порообразования контролирует диффузия по границам зерен [392]. Как отмечали Крюссар и Фридель, потенциальный барьер, возникающий из-за отталкивания между вакансиями, находящимися на близком расстоянии (равном 2—3 межатомных), на границах зерен оказывается меньше или отсутствует вовсе из-за наличия разориентировки. Усиление роли границ зерен в порообразовании под влиянием напряжений связано, по-видимому, с тем, что при высоких температурах пластическая деформация локализуется по границам зерен, где и возникает избыточная концентрация вакансий. [c.411]

Убедительное экспериментальное доказательство вакансиои-иого механизма диффузии даио сравнением энергии активации самодиффузии меченых атомов в чистых металлах и суммы энергий образования и миграции вакансий в этих же системах. Из теории следует, что, так как прн диффузии меченых атомов в чистом металле корреляционный множитель константа, энергия активации должна быть равна сумме энергий образования и миграции вакансий. Эту энергию можио определить по тан-тенеу угла наклона графика зависимости от /Т, построенного по экспериментальным данным. Наиболее надежные значения энергии образования вакансий получены в экспериментах по объемному расширению, выполненных Симмонсом и Бал-луффи (табл. 3.1). Такая же информация может быть получена [c.99]

Наиболее затрудненной является стадия переноса в толщу электролита, которая по механизму переноса разделяется на два слоя подвижный и неподвижный (диффузионный). В подвижном слое в результате движения раствора (принудительное перемещение, перемешивание, конвекция) перенос осуществляется без затруднений. Концентрация растворенного кислорода практически постоянна и определяется законом Генри по парциальному давлению кислорода над поверхностью растворения. Неподвижный (диффузионный) слой прилегает непосредственно к поверхности металла. Толщина его зависит от кинематической вязкости раствора и скорости его перемещения в подвижном слое относительно поверхности металла. Через неподвижный слой перенос кислорода происходит по закону диффузии. Вследствие плохой растворимости кислорода в водных растворах (44,3 г/м при 20 С в чистой воде) и низкого коэс ициента диффузии (2,6 10 mV при 21,7° С) скорость переноса через диффузионный слой значительно меньше скорости протекания остальных стадий и определяет скорость катодного процесса кислородной деполяризации в целом. [c.12]

Окисление очень чистой сурьмы (99,999%) в температурном интервале 265—385° С исследовали Розенберг с сотрудниками [832] путем регистрации изменения давления кислорода при постоянном объеме. На первых порах сурьма окислялась по параболической закономерности, переходящей затем в линеГ ну[о. Окалина состояла из явно защитного слоя окиси сурьмы ЗЬгОз с кубической решеткой, прилегающего к металлу и покрытого сверху налетом кристаллов ЗЬгОз. Скорость окисления сурьмы в стационарных условиях тем меньше, чем больше давление кислорода и длина пути диффузии. Как показали данные анализа м термодинамических вычислений, скорость окисления определяется скоростью диффузии газообразного окисла ЗЬ40б из окалины к холодным стенкам установки, причем газообразная трехокись образуется непосредственно при испарении окал 1ны, состоящей из ЗЬгОз. Механизм окисления сурьмы явно аналогичен механизму окисления германия (см. гл. 1). [c.364]

В частности, для определения механизма действия таких методов химико-термической обработки металлов, как сульфидирование, чрезвычайно важно знать не только химический состав поверхностных слоев металла, но и фазовый состав, указывающий, какие фазовые составляющие и химические соединения образуются в результате обработки- Это позволяет пра1вильно ответить на вопросы о том, имеют ли место химические реакции или же чисто физический процесс диффузии, следует ли стремиться к получению на поверхности сульфидов, нитридов или карбидов и т. д. [c.168]

Механизм межкристаллитной коррозии в разных случаях трактуется по-разному. Для алюминиевых сплавов, в частности для дуралюмина, имеющего примерный состав 4,5% Си, 0,65% Мп, 0,65% Mg, остальное — алюминий, межкристаллитная коррозия объясняется следующим образом. При искусственном старении дуралюмина по границам зерен твердого раствора выпадает интерметаллическое соединение uAU вследствие диффузии меди из зерна в uAU соседние с uAU участки обедняются медью и представляют собой практически чистый алюминий. Предполагается, что чистый алюминий является анодом по отношению к телу зерна —твердому раствору и к интер металлическому соединению. Таким образом, за счет растворения чистого алюминия, расположенного около границ зерен, и происходит разрушение металла. Эта точка зрения является общепринятой (см. капитальные труды по коррозии металлов, например, книгу Акимова [10], Эванса [64] и др.). [c.56]

На рис, 184 приведена зависимость пло ности юка о г времени для железного анода, поляризуемого при постоянном потенциале электрода (—0,5 в) с помощью потепциостата , для песчаной почвы различной влажности. Видно, что во всех почвах плотность тока, необходимая для поддержания заданного анодного потенциала, уменьшается со временем В точках, указанных стрелками, происходит резкое падение плотности аноднополяризующего тока почти до нуля, что и указывает на наступление анодной пассивности электрода. Наблюдаемая на поляризационных кривых при более низких влажностях почвы (начиная от 5% и ниж ) более сильная поляризуемость, сопровождаемая иногда образованием характерных минимумов (см. рис, 181), связана также с добавочным торможением анодного процесса вследствие возникновения анодных па сивных пленок и последующего их разрушения при повышенной плотности анодно-поляризующего тока. Так как анодный процесс ионизации металла связан с переходом атома металла в гидратированный катион металла, то для его осуществления необходимо присутствие в почве некоторого количества влаги, В большинстве естественных, не очень сухих почв имеющаяся влажность оказывается достаточной для осуществления анодного процесса и он может протекать без заметного торможения. Однако в достаточно сухих почвах, когда в почве и на поверхности металла остается только адсорбционно связанная влага, для проте кания анодного процесса возникает дополнительное торможение, связанное с недостатком на поверхности металла влаги, необходимой для процесса гидратации аноднорастворяющихся ионов металла. В этом случае скорость анодной реакции может уже контролироваться транспортом (диффузией) водяных паров в зону реакции (к аноду). В эти условиях при наличии на поверхности металла неувлажненной почвы анодный процесс будет тормозиться даже в большей степени, чем в условиях атмосферной коррозии под адсорбционной пленкой влаги (рис. 185), Этот механизм может быть привлечен для объяснения наблюдаемого уменьшения скоро ти коррозии образцов, зарытых в сухую почву (песок или глину), по сравнению со скоростью коррозии таких же образцов з чисто атмосферных условиях. В общем, в отношении железного электрода можно считать, чго во влажных нейтральных почвах анодный проце с будет протекать по типу, характерному для жидких нейтральных элек- [c.360]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...