Миграция

Какой из перечисленных двух основ ных механизмов роста зерна реализуется, зависит от температуры при более низ кой температуре рост зерна происходит за счет слияния, при более высокой — за счет миграции границ, а также и от исходного структурно го состояния, в частности от степени, предшествующей пластической деформации. [c.94]

При сверх критической деформации плотность дефектов такова, что механизм слияния затруднен или неосуществим. Рост зерна происходит в результате миграции границ, что при прочих равных условиях дает более мелкое зерно, чем то, какое получается при процессе слияния. [c.94]

Сопротивление диффузии частиц и сопротивление миграции частиц в электрическом поле имеют одну и ту же природу, что указывает на общность механизма диффузии и электропроводности и позволяет использовать данные об электропроводности при изучении и объяснении явлений диффузии. [c.34]

Реакция (657) в виде направленного электрохимического превращения может наблюдаться на пассивном железе только в нестационарные периоды слева направо после внезапного повышения потенциала и в обратном направлении — после его сброса. В стационарном состоянии единственным направленным переходом на границе пленка—раствор является реакция (658), которая не требует обязательного сопряженного удаления кислорода, поскольку возникающие катионные вакансии могут ликвидироваться за счет процессов миграции катионов через пленку. [c.308]

Установлено, что диффузия и миграция, дегидратация н адсорбция ионов водорода протекают с достаточной скоростью и поэтому эти стадии не могут лимитировать реакцию в цело.м. [c.41]

Предполагается, что рост тонкой сплошной оксидной пленки определяется проникновением электронов из металла в оксид [7] или, в некоторых случаях, миграцией ионов металла в сильном электрическом поле, которое создается отрицательно заряжённым кислородом, адсорбированным на поверхности оксида [8]. Когда толщина сплошной оксидной пленки достигает нескольких тысяч ангстрем, диффузия ионов сквозь оксид становится определяющим скорость фактором. Такое положение существует до тех пор, пока оксидная пленка остается сплошной. В конце концов, при достижении критической толщины пленки возникшие в оксиде напряжения могут способствовать его растрескиванию и отслоению, при этом скорость окисления незакономерно возрастает. [c.191]

При параболической зависимости скорость роста пленки определяется диффузией ионов или миграцией электронов через слой окалины и, следовательно, обратно пропорциональна толщине этого слоя [c.193]

Если при образовании тонкой пленки скорость процесса определяется миграцией ионов и преобладающее электрическое поле внутри пленки образуется за счет адсорбции ионов газа на внешней поверхности пленки, то скорость миграции находится в экспоненциальной зависимости от напряженности поля,, а процесс роста пленки описывается обратной логарифмической зависимостью [81 [c.194]

Зависимость процесса окисления от миграции ионов в слое продуктов реакции дает основания предполагать, что на скорость [c.199]

Судя по количеству водорода, накапливающегося в котлах в зависимости от времени, а также по данным лабораторных измерений скорости коррозии, скорость роста оксида подчиняется параболическому закону 123], а следовательно, контролируется диффузией. Механизм этого процесса, как это описано в гл. 10, связан с миграцией ионов и электронов через слой твердых продуктов реакции. [c.283]

В случае, если температура нагрева до достижения равновесной концентрации будет ниже, чем температура закалки исходного сплава, концентрация примесей на границах зерен будет повышаться. При дальнейшем нагреве вплоть до температуры начала роста зерна (Гн.р) происходит рассасывание примеси. При достижении Г ,р и дальнейшем ее повышении одновременно с процессом диффузии примеси в глубь зерна происходит интенсивный рост самих зерен вследствие перемещения (миграции) старых границ и образования новых. [c.463]

Вакансии и междоузельные атомы, их миграция играют решающую роль в диффузионных процессах. [c.469]

Известны следующие причины миграции точечных дефектов [c.469]

MOB, что затрудняет присоединение атомов друг к другу в процессе образования зародышей критического размера. Таким образом, зависимость скорости образования зародышей от степени переохлаждения будет иметь максимум. С повышением температуры при нагреве выше Гр подвижность атомов будет возрастать, что обусловливает монотонное нарастание скорости образования зародышей с увеличением степени перегрева. Рост новой фазы происходит за счет исходной путем относительно медленной миграции межфазной границы в результате последовательного перехода атомов через эту границу. Изменение составляющих энергии при росте фазы, аналогичное ее изменениям при образовании зародышей, также обусловливает зависимость скорости линейного роста от степени переохлаждения, имеющ,ую максимум. При этом максимум скорости линейного роста сдвинут в сторону меньших переохлаждений по сравнению с максимумом скорости образования зародышей. При данной постоянной температуре процесс протекает изотермически и относительный объем образующейся новой фазы V увеличивается со временем. Общая скорость фазового превращения определяется суммой скоростей зарождения и роста новой фазы (рис. 13.3). [c.494]

В процессе охлаждения расположение границ зерен, как правило, изменяется в результате процесса их миграции. После завершения охлаждения в большинстве случаев границы не совпадают с зонами срастания первичных кристаллов (см. рис. 13.11). [c.503]

Выравнивание границ и рост зерен связаны со стремлением системы к более равновесному состоянию с меньшей свободной энергией. В соответствии с этим в литом металле после завершения кристаллизации и в отожженном металле при нагреве происходят изменения в положении границ зерен, приводящие к снижению их поверхностной энергии. Последнее достигается в результате уменьшения суммарной поверхности зерен. Она уменьшается в результате выравнивания волнистых участков на границах и уменьшения числа зерен, т. е. увеличения их размеров (рис. 13.12,а). Этот процесс называется собирательной или вторичной рекристаллизацией. Рекристаллизация реализуется в результате смещения или миграции границ зерен. [c.503]

Степень миграции границ зерен определяется движущимися силами миграции, подвижностью границ и временем пребывания металла в области температур высокой диффузионной подвижности атомов. Движущая сила миграции определяется разницей свободных энергий границ в данном неравновесном и равновесном (после полного завершения миграции) состояниях. При прочих равных условиях движущая сила зависит главным образом от конфигурации граничных поверхностей, характеризуемой числом участков с повышенной кривизной в макро- и микроскопическом плане. Движущая сила на отдельных участках границы пропорциональна их суммарной кривизне l// i + l// 2, где 1 и / 2 — радиусы кривизны в двух взаимо перпендикулярных направлениях. Мигрирующая граница движется обычно к центру максимальной кривизны (рис. 13.12,6). Чем меньше число граней у зерна, тем больше их кривизна при заданном размере и тем интенсивнее идет миграция границ. На стыках границ зерна (для двумерной системы трех зерен) движущая сила миграции пропорциональна отклонению соотношения смежных углов от равновесного. Последнему соответствует равенство углов между тремя границами, составляющих 120° (рис. 13.12,а). В этом случае уравновешиваются силы поверхностного натяжения на стыкующихся участках границ, что соответствует наименьшему значению свободной энергии. Смещение стыка границ О в положение О приведет к искривлению границ. Это вызовет перемещение границ в направлении к центру их кривизны до спрямления, т. е. зерно А будет расти за счет зерен В и С. [c.504]

Подвижность границ представляет собой функцию их структуры, а также концентрации на них примесей. По современным представлениям миграция границ происходит в результате элементарных актов переноса единичных атомов через границу. [c.504]

Миграция границ — термически активируемый процесс. Для перехода от одного зерна к другому атом должен обладать некоторым избытком энергии, т. е. энергией активации. При этом частота перехода атомов, а следовательно, и скорость миграции увеличиваются с повышением температуры. [c.505]

Влияние примесей на подвижность границ чрезвычайно сложно. В ряде случаев примеси, концентрируясь на границах, суще-щественно снижают их подвижность. В сплавах типа твердых растворов скорость миграции границ практически всегда на не- [c.505]

Существенное торможение движущихся границ происходит при наличии нерастворимых примесей, частиц второй фазы или неметаллических включений. При приближении границы к частицам между ними возникают силы притяжения, в результате действия которых изменяется направление радиуса кривизны соответствующего участка границы (рис. 13.14). Это уменьшает общую движущую силу границы, что приводит к понижению скорости ее миграции в целом. При встрече границы с частицей силы притяжения достигают максимума. Они зависят от поверхностного натяжения на поверхности раздела граница — частица и радиуса частицы. Если движущая сила границы больше силы ее притяжения, то граница оторвется от включения, в противном случае она будет остановлена включением. Условие остановки границ, выведенное К. Зинером, выражается следующим соотношением [c.506]

Из этого соотношения следует, что наиболее эффективно тормозят границы мелкие частицы. В то же время вероятность остановки границ возрастает с увеличением размера зерен. Миграция границ при условии длительного пребывания металла при высоких температурах продолжается до установления равновесного состояния. [c.506]

Первый зародышевый процесс, по-видимому, реализуется весьма редко (образование новых зерен из рекристаллизованных энергетически маловероятно). Миграция границ зсрсл является диффузионным процессом, скорость его определяется скоростью еамодиффузни, и поэтому этот процесс имеет преимущественное значение при высокой температуре, значительно выше темнерату-pyj рекристаллизации. [c.93]

Слияние зерен не требует для своего осуществления значительных диффузионных процессов, и, главное, процесс слияния может происходить одновременно по всем (или многим) поверхностям межзеренного раздела, Межзерен-кые границы являются, как об этом уже говорилось, сосредоточением различных дефектов, дислокаций, в первую очередь. Аннигиляция этих дефектов по сути дела есть уничтожение границ зерен. Следовательно, процесс роста зерен путем слияния происходит при более низкой температуре, чем роет зереи путем миграции и, как показывает пр п тика, приводит к образованию очень крупных зерен. [c.93]

Электродвижущая сила этого элемента Етв. возникает при уменьшении свободной энергии АОг реакции окисления металла, что приводит к появлению концентрационного градиента, вызывающего диффузию (градиент поля, приводящий к миграции заряженных частиц, по Вагнеру, не возникает из-за равномерного распределения положительных и отрицательных зарядов в объеме окисла). На поверхности раздела металл — пленка протекает анодная реакция по фор- Ме Пленпа Газ муле (44) [c.61]

В большинстве случаев коррозии металлов с водородной деполяризацией при высокой концентрации ионов Н" Н20 в растворе концентрационная поляризация вследствие замедленности переноса водородных ионов к катодным участкам незначительна. Это обусловлено большой подвижностью водородных ионов, наличием дополнительного перемешивания раствора у катода выделяюш,имся газообразным водородом и дополнительным переносом водородных ионов к катоду миграцией. [c.251]

Для аномально подвижных ионов (Н" , ОН"), у которых имеются заметные отклонения от правила Вальдена (постоянство произведения предельной эквивалентной электропроводности ионов на вязкость растворителя т], т. е. = onst), значения энергии активации подвижности, соответствующие прототропному механизму миграции этих ионов, ниже (см. табл. 50). [c.353]

Концентрационная поляризация, в частности, очень невелика вследствие большой диффузионной поднижности и скорости миграции водородных ионов, перемешивания раствора у катода выделяющимся газообразным водородом и др. Работами А. Н. Фрумкина и его школы доказано, что для большинства металлов общая скорость процесса восстановления водорода определяется скоростью электрохимической реакции разряда ионов водорода, т. е. четвертой стадией процесса, замедленность протекания которой определяется соответствующим значением энергии активации этой реакции. [c.41]

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]

В основе механизма роста зерен лежит миграция болыиеугловых границ. Таким образом, рост зерна контролируется диффузионным переходом атомов через большеугловую границу. [c.156]

Сравнительно большая скорость диффузии при естественном старении объясняется пересыщением твердого раствора вакансиями. Равновесная концентрация вакансий при температуре закалки на много порядков выше, чем при комнатной температуре. В процессе закалки вакансии не успевают уйти в стоки (границы зерен, дислок п1нп и др,) и облегчают миграцию легирующих элемемтов, [c.324]

Очевидно, что границы зерен металла становятся возможными путями растрескивания, когда атомы углерода или азота (но не Feg ) образуют сегрегации по границам зерен. Чистое железо не подвержено КРН. В железе (>0,002 % С) [14] или прокатанной стали (0,06 % С), закаленных от 925 °С, концентрация атомов углерода вдоль границ зерен достаточна, чтобы вызвать склонность к КРН. Низкотемпературный отжиг (например, при 250 °С в течение 0,5 ч) приводит к равномерному выпадению карбида, что освобождает границы зерен от углерода и повышает устойчивость металла к КРН. При более длительном нагревании или при более высоких температурах, например 70 ч при 445 °С, происходит миграция дефектов (вакансий) к границам зерен дефекты увлекают с собой атомы углерода, в результате чего сталь снова приобретает склонность к КРН. С другой стороны, устойчивость к КРН может быть вызвана и холодной обработкой. При этом разрушаются непрерывные цепи сегрегаций и, что более важно, образуются дефекты, имеющие большое сродство к углероду и затрудняющие миграцию углерода по сегрегациям. [c.135]

Это уравнение называют логарифмическим. Соответственно, график, построенный в координатах у — g t + onst) или у — — Ig t (при t > onst) имеет вид прямой линии. Логарифмическое уравнение, впервые полученное Тамманном и Кестером [11], отражает поведение многих металлов (Си, Fe, Zn, Ni, Pb, d, Sn, Mn, Al, Ti, Та) на начальных стадиях окисления. Вначале справедливость этого уравнения ставилась под сомнение. Были сделаны попытки вывести уравнения на основе предположений о существовании специфических свойств оксидов, таких как наличие диффузионных барьеров и градиентов ионной концентрации и других. Эти предположения не получили экспериментального подтверждения. С другой стороны, было показано, что логарифмическое уравнение можно вывести из условия, 4TQ скорость окисления контролируется переходом электронов из металла в пленку продуктов реакции, причем эта пленка имеет пространственный электрический заряд во всем своем объеме (7, 12]. Преобладание заряда, обычно отрицательного, в оксидах вблизи поверхности металла, подобно электрическому двойному слою в электролитах, было установлено экспериментально. Таким образом, любой фактор, изменяющий работу выхода электрона (энергию, необходимую для удаления электрона из металла), например ориентация зерен, изменения кристаллической решетки или магнитные превращения (точка Кюри), изменяет скорость окисления, что и наблюдалось в действительности [13—15. Когда толщина пленки превышает толщину пространственно-заряженного слоя, определяющим фактором обычно становится скорость диффузии или миграции сквозь пленку. При этом начинает выполняться параболический закон, и ориентация зерен или точка Кюри перестают оказывать влияние на скорость окисления. Исходя из этого, можно сказать, что в начальной стадии оксидная пленка на металлах [c.193]

Установлено, чтр при окислении ряда металлов (например, меди, цинка, никеля) ионы металла мигрируют сквозь оксид к внешней границе пленки, где и вступают в реакцию с кислородом. Для этих металлов миграция их ионов наружу протекает легче, чем диффузия более крупных ионов кислорода внутрь пленки. Впервые о реакции окисления, идущей преимущественно на внешней, а не на внутренней поверхности оксида, упоминается у Пфейля [20]. Он заметил, что при окислении железа, окрашенного в зеленый цвет QjOs, на поверхности этого слоя появляются оксиды железа. Другими словами, ионы железа диффундируют [c.194]

При 10 % Сг скорость окисления снова падает, возможно вследствие образования пленки, состоящей из Сг Оз, а не из NiO 125а], что меняет скорость миграции ионов иначе, чем описано выше. [c.197]

Повышение стойкости железа к окислению при легировании хромом или алюминием происходит, вероятно, в результате значительного обогащения наружного слоя оксидной пленки легирующими компонентами. В сплавах Fe—Сг, как показали химический и электронномикроскопический анализы, средний слой оксидных пленок обогащен хромом, а внутренний, прилегающий к металлу, — хромом [56, 57]. Этот внутренний слой оксида в большей степени, чем FeO, препятствует миграции ионов и электронов. Обогащение оксидной пленки хромом в Сг—Fe-сплавах сопровождается обеднением поверхностного слря сплава, находящегося непосредственно под окалиной. Этим объясняется [c.204]

Близость энергии активации миграции к энергии активации самодиффузионных процессов свидетельствует о том, что миграция границ контролируется направленным перемещением вакансий. Другими словами, движение границы представляет процесс обмена местами атомов и вакансий (рис. 13.13). По своему атомному механизму и энергии активации миграция занимает некоторое промежуточное положение между самодиффузией по границам и объему зерен. В случаях малоугловых и специальных большеугловых границ обмен местами атомов и вакансий происходит в малоискаженных приграничных зонах, поэтому энергия активации миграции границы будет близка к энергии активации объемной самодиффузии в решетке. По мере разориентации границы и увеличения степени искажения решеток в приграничных зонах доля энергии активации, связанная с образованием и перемещением вакансий, будет уменьшаться. Общая энергия активации миграции будет приближаться к энергии активации самодиффузии по границам. В соответствии с этим большеугловые границы более подвижны, чем малоугловые и специальные. В условиях неравномерного распределения температуры, например при сварке, отмечают, что наиболее интенсивная миграция границ происходит в направлении тепловых потоков. Это, вероятно, обусловлено направленным потоком вакансий от более нагретого к менее нагретому участку металла. [c.505]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...