Энергия активации миграции

Если после первичной рекристаллизации наряду с острой основной текстурой присутствует малое число центров иной ориентации, то при определенной температуре начнется их рост за счет основной компоненты, от которой они отделены подвижными границами (вторичная рекристаллизация). Но энергия активации миграции центров с разной разориентировкой относительно матрицы будет разной. В таком случае при низкой температуре будет превалировать рост центров с меньшей энергией активации миграции, а при высоких температурах — с большой величиной Q. [c.413]

Из найденных значений энергии связи, энергии активации миграции и энергии образования, приведенных в табл. 4, можно сделать следующий вывод [c.104]

Независимо от экспериментов по закалочному упрочнению были проведены исследования по определению избыточных вакансий с помощью измерения электросопротивления, выполненные для определения независимо друг от друга энергии образования и энергии активации миграции вакансий с целью подтверждения вакансионного механизма самодиффузии в гранецентрированных кубических металлах [7[ . [c.189]

ГИЯ активации процесса старения была определена равной 0,7 эв, что очень близко к принятой в настоя- щее время энергии активации миграции дивакансий. Зависимость предела текучести при насыщении от температуры закалки имеет сложный характер, как видно из рис. 4. При закалке со скоростью 3 град/сек обнаруживается три температурных области [c.202]

Необходимы исследования на металлах и сплавах, структура которых отлична от г.ц.к. Хотя механические испытания не являются прямым методом изучения основных свойств закаленных дефектов, например энергии об-разования энергии активации миграции и т. д., было показано, что они весьма полезны при изучении природы стоков для закалочных вакансий. Кроме того, механические испытания оказываются важной методикой для исследований взаимодействия дислокаций с различными типами дефектов. Известно, что эксперименты по закалке некоторых металлов, таких, как железо, и других о. ц. к. металлов и некоторых сплавов довольно затруднительны вследствие растворения в этих металлах газов, а также реакций, протекающих в твердом состоянии. Поэтому должны быть приняты соответствующие предосторожности для уменьшения такого рода влияния. [c.267]

Значение 0 6 для Е 1(Е +Е ) может быть получено графически без экстраполяции. Уравнения (10а) и (106) указывают на то, что расстояние между кривыми для закаленного и равновесного образцов по шкале времени при 2 и Т пропорционально соответственно Е и Е , Сопоставляя разности логарифма времени для двух кривых с кривой ползучести при задержке 33 сек, получаем значение указанного соотношения, близкое к 0,6. В на-стоящее время по известным литературным данным метод выдержки перед снятием кривых ползучести для нахождения энергии образования и энергии активации миграции вакансий был использован только для альфа-сплавов Ag—2п. [c.367]

Как уже упоминалось, по междоузельному механизму диффундируют примеси внедрения. Например, по такому механизму происходит диффузия Ы в Ое. В этом случае диффузия лимитируется только энергией активации миграции примеси Q . [c.288]

На рис. 8.2 показано, как будет изменяться потенциальная энергия атома в решетке в зависимости от положения диффундирующего атома. Энергетический барьер Qa, который необходимо преодолеть атому для его перехода в соседнюю вакансию, представляет собой энергию активации миграции. Для большинства твердых тел Qa составляет величину порядка 1 эВ. Относительная доля времени, в течение которого атом обладает энергией, достаточной для преодоления барьера, пропорциональна exp -Qa/kT). [c.289]

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]

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]

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]

Найденные значения средних энергий активации миграции дефектов к комплексам позволяют, используя данные об энергии активации различного типа дефектов из работы [220, р. 565], предположить, что Основными подвижными дефектами в графите при облучении являются молекулы С2, имеющие два неспаренных спина, которые могут быть зарегистрированы методом электронного парамагнитного резонанса. Действительно, проведенные на образцах, облученных при различной температуре, измерения (59, с. 77] показали наличие таких спинов с концентрацией 10 в расчете на один повреждающий нейтрон. Энергия активации дефектов при рекомбинации оказалась выше, чем при росте комплексов. Но она примерно в два-три раза ниже энергии активации при термическом отжиге дефектов, т. е. рекомбинация при Ьблучении для той же температуры, что и при термическом отл<иге, протекает легче. [c.106]

Для образования полигональной структуры дислокациям приходится переходить с одной плоскости на другую. Таким образом, термическ активируемый процесс переползания определяет скорость полигонизации. Она должна зависеть от скорости элементарных процессов образования и притока вакансий к дислокациям. Легче всего эти процессы происходят на ступеньках дислокаций, поэтому чем больше ступенек, тем выше скорость полигонизации. Энергия активации процесса переползания Qn в условиях термодинамического равновесия вакансий будет складываться из энергии активации образования ступенек при пересечений дислокаций Q и вакансий Qb и энергии активации миграции вакансий Qm Qn = Q + Qb + Qm- Если в деформированном металле много вакансий и ступенек (деформация и нагрев одновременно — испытания на ползучесть, термомеханическая обработка), то Q О и Qb = О, и Qn = Qm- Полигонизация [c.187]

Возвратимся теперь к уравнению (15) и рассмотрим, чем определяется величина В общем случае она может быть равна свободной энергии активации миграции атомов в а-фазе и вряд ли будет ее превышать, так как граница раздела разупорядочена по сравнению со структурой а-фазы. Если граница некогерентна, S.gyn может быть равна энергии активации миграции атомов по границам зерен, а не диффузии по решетке и будет, таким образом, значительно меньше энергии активации роста на стадии зарождения, так как в последнем случае поверхность раздела часто бывает полукогерентной. [c.258]

Бауэрли и Кёлер 1[6], проводя опыты по закалке чистого золота, нашли, что поведение образца при отжиге закалочного сопротивления зависит от температуры закалки и что энергия активации миграции дефектов тем меньше, чем выше температура закалки. [c.27]

Здесь 1>1=га2ехр (—Е /кТ)- - константа диффузии одиночных вакансий />2= 1/8у2а%хр (—— константа диффузии дивакансий Й и Efv—энергия активации миграции моновакансий и дивакансий VI и V2 — частота колебаний атома вблизи одиночной вакансии и частота колебаний одного из ближайших к дивакансии атомов. Кроме того, [c.28]

JE м = o,58 эв [20]. Другими словами, энергия активации миграции для атома цинка, по-видимому, меньше, чем для моновакансий. [c.175]

Сплавы А1—Си. Кимура и Хазигути [13] исслэдовали. зависимость скорости предвыделения в сплавах А1—Си от температуры закалки и старения. Они нашли, что для сплава с содержанием меди 1,7% кажущаяся энергия образования Е равна 0,67 0,06 эв, а энергия активации миграции Е равна 0,47 [c.175]

См. Влияние меди и. серебра на пове-дение сплавов А1—10% 1п при старении было исследовано Ота и Хазимото 52], которые сообщили, что это влияние незначительно как на энергию образования, так и на энергию активации миграции вакансий. Они пришли к выводу, что если некоторые атомы меди или серебра и существуют в изолированном виде, то энергия связи их с вакансиями мала, меньше 0,1 эв. [c.176]

В этих экспериментах с алюминием закаленные образцы обнаружили начальное упрочнение, которое можно было объяснить, как указали Маддин и Коттрелл, либо закалочными напряжениями, либо появлением порогов в результате закалки. Существуют и другие возможные объяснения, например частичное старение во время закалки, а также взаимодействие диспергированных вакансий с дислокациями. Объяснение упрочнения частичным старением имеет то преимущество, что довольно низкая энергия активации миграции вакансий, около 0,6 эв, и довольно медленная скорость охлаждения (размер образца был достаточно большой) действительно могут способствовать некоторому старению. [c.194]

Для получения больших скоростей охлаждения Кимура и др. 1Э] и Меши и Кауфман (6] закаливали образцы меди и золота в виде тонких проволок. Кроме того, энергия активации миграции вакансий в меди и золоте больше, чем в алюминии. Самая большая скорость за- [c.194]

Здесь число вакансий, сохраняющихся после отжига в течение времени Л о — начальная концентрация вакансий а — константа, зависящая от энергии активации миграции вакансий и температуры отжига, и к равно (я/2) (Л/ дЛ о) и я (Л/., Л о/2) для моновакансий н дивакансий соответственно (/ з — число сидячих дислокационных петель). Кривая отжига, выраженная уравнением (2.1), хорошо согласуется с кривой отжига, полученной Бауэрли и Кёлером. При низких температурах закалки экспоненциальная кривая отжига возникает в результате адсорбции вакансий на уже имеющихся дислокациях. [c.199]

Если энергия дефекта упаковки велика, как, например, в алюминии, то могут закалиться не только ступеньки, но и моновакансии и небольшие скопления вакансий, а при встрече дефекта с движущимися дислокациями на последних могут образоваться пороги. Поэтому можно ожидать, что начальное упрочнение возникает в результате образования этих порогов. Весьма интересно, является ли начальное упрочнение в других металлах (г. ц. к. и гекс. п. у.) функцией энергии дефекта упаковки и энергии активации миграции вакансий. [c.212]

Хорошо известно, что пороги на винтовых дислокациях тормозят их движение. Пр ичина торможения движения краевой дислокации образовавшимися на ней порогами рассматривалась Маддином и Коттреллом [2], которые считали, что растянутая сторона порога на краевой дислокаций с атомистической точки зрения подобна вакантному месту. Поэтому энергия, эквивалент-пая энергии активации миграции такой вакансии , рассеиваетсй при каждом передвижении порога на одно межатомное расстояние и одновременном скольжении дислокации. Напряжение, необходимое для перемеще- [c.242]

Геометрически порог на краевой дислокации может перемещаться без затруднений. Поэтому даже при рассмотрении перерас пределения атомов энергия движения порога должна быть намного меньше, чем энергия активации миграции обычной вакансии. [c.243]

Первые исследования неупругости при отжиге вакансий были проведены главным образом Новиком и его сотрудниками. В работе [1] было впервые показано, что при закалке в металле могут быть получены сверхравновесные дефекты. Последующие работы [И, 16] показали, что подвижность атомов, найденная из определения зависит от температуры закалки, времени и температуры отжига. Это дало возможность получить энергию образования и энергию активации миграции закаленного дефекта. Сравнение с данными по диффузии, определенными методом меченых атомов, показало, что дефектом, ответственным за диффузию в кристаллах, является, вероятно, вакансия. Выло найдено, что отжиг вакансий происходит двумя стадиями и включает среднее число скачков до аннигиляции, из чего следует, что стоком для вакансий являются дислокации. Другая работа [17] показала, что кинетика отжига для пластически деформированного и хорошо отожженного материала различна. Все вышеупомянутые исследования были проведены на альфа плавах Ag—2п главным образом из-за большой степени релаксации в сплавах этой системы. Среди других сплавов исследовался сплав Си—17 ат. % Л1 [18], в котором наблюдались такие же явления. В ранних работах для нахождения т использовался метод измерения точки перегиба. Недостатком этого метода является то, что за время одного отжига определяется несколько значений т и часто требуются попрабки [П] за счет заметного изменения т со временем. [c.363]

Определение скорости зинеровской релаксации может быть использовано для изучения атомной подвижности в сплавах и, таким образом, даст возможность следить за отжигом неравновесных вакансий. Большая чувствительность этого метода дает возможность сначала изучить отжиг при небольших концентрациях сверхравновесных вакансий и, таким образом, исключить ложные эффекты за счет отжига скоплений вакансий, изменения концентрации стоков и закалочных напряжений. Кроме того, этот метод может быть использован для измерения энергии образования и энергии активации миграции вакансий. Для двух исследованных сплавов получены следующие результаты [c.377]

ЛО энергии активации этого процесса. Истинная подвижность границ, по-видимому [59, 91] определяется одиночным переходом атомов, имеющим диффузионный характер. СледовательнО энергия активации миграции границ должна соответствовать энергии активации самодиффузии матричных атомов, т. е. в данном случае атомов железа. Однако в реальных металлах скорость перемещения границ будет зависеть от ряда дополнитель- ных условий, зачастую противоположным образом влияющих на процесс миграции границ. Например, снижению энергии активации движения границ может способствовать, как считает Д. Мак Лин [40], большеугольность их наклона, вызывающая рост рых--лости границ, высокая насыщенность границ вакансиями и дислокациями. К повышению энергии активации миграции должна приводить высокая насыщенность границ примесными атомами. Таким образом, в металлах должна существовать сложная зависимость энергии активации роста зерен от многих факторов, абсолютные величины которой должны укладываться в интервале значений между энергией активации миграции вакансий и энергией активации диффузии наименее подвижного атома массовой примеси. Для стали типа 18 Сг-10 N1, очевидно, этот диапазон на участке температур 1300—1200°С будет соответственно ограничиваться с одной стороны величиной 1000—3000 кал/моль 112 [c.112]

По результатам определения зависимости изменения размеров зерен от обратной температуры были получены значения энергии активации миграции границ, равные 7500— 15000 кал/моль. Эти величины свидетельствуют о том, что миграция границ, по-видимому, носит диффузионный характер и контролируется диффузией атомов хрома (отметим, что в случае чистого диффузионного механизма энергия миграции границ совпадала бы с энергией самодиффузии атомов железа в стали 08Х18Н10, равной в этом диапазоне температур 4700— 8800 кал/моль). Вероятно, примесные атомы, присутствующие в стали и требующие меньшей энергии активации для диффузии, чем хром, мигрируют вместе с границами. Расчеты показывают, что энергия активации диффузии, например, атомов углерода в стали 08Х18Н10 в диапазоне температур 1300—1200°С равняется 2500—5000 кал/моль. [c.113]

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 атомов и вакансий (рис. 5.10). По мере разори-ентации 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 самодиффузий по границам. В соответствии с этим большеугловые границы более подвижны, чем малоугловые. 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.115]

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]

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]

Таким образом, в случае всех трех процессов, имеющих отношение к границам зерен, а именно поглощения решеточных дислокаций, миграции границ зерен и ЗГП, рассчитанные значения хорошо совпадают с экспериментальными данными, если полагать, что значения коэффициентов диффузии является повышенными в наноструктурных ИПД материалах. Оценки, сделанные в работе [61], просты и кажутся надежными, хотя это может показаться несколько удивительным. На самом деле уменьшение энергии активации зернограничной диффузии вплоть до TOTS к Дж/моль является значительным. Вместе с тем объяснение этого явления с помощью представлений о неравновесных границах зерен в наноструктурных материалах, принимая во внимание условия деформации наноструктурной Си и большие внутренние напряжения [81], представляется достаточно правдоподобным, хотя и требует дальнейших специальных исследований. [c.193]

Г W IF где a — состоит из геометрических и физических констант и равна примерно единице Лс — коэффициент самодиффузии углерода в топливе Q —энергия активации термодиффузии в топливной фазе. Результаты для Th 2 представлены на рис. 10.17 прямой линией на графике Аррениуса с кажущейся энергией активации 96 ккал/моль. Скорость миграции микросфер топлива уменьшается в последовательности ТЬСг> (Th, U) Сг>иС2. [c.129]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...