Диффузия вакансий

Здесь D. = QDb ib/ kTa). Так как в большинстве случаев a 2y/R, член 2y/R в уравнении (3.10) опущен. Параметр диффузионного пути Л определяет размер Ьа прилегающей к поре области (6о = + Л), где вещество переносится в основном посредством диффузии и расклинивание зерен обусловлено диффундирующими атомами. За пределами указанной области зерна смещаются за счет пластического (дислокационного) деформирования границы и тела зерна. При R/ 1 рост поры контролируется диффузией вакансий при / /Л 1 1 пластическая деформация зерен контролирует рост поры. В этом случае из уравнения (3.10) следует, что [c.161]

Повышение циклической прочности при нестационарных режимах нагружения в большинстве случаев обусловлено снижением средней амплитуды напряжений. Периоды действия напряжений малой амплитуды, поддерживающих металл в состоянии возбуждения, по-видимому, способствуют диффузии вакансий и залечиванию повреждений, образовавшихся в предыдущие более напряженные периоды. [c.308]

Переползание дислокаций — диффузионный, термически активируемый процесс. Чаще всего переползание происходит при высоких температурах в результате диффузии вакансий к дислокации и от нее. [c.473]

Из-за аналогии характера перемещения вакансий в твердом теле и газе для определения коэффициента диффузии вакансий Db в кристаллах можно воспользоваться формулой кинетической теории газов [c.201]

Отсюда <А-2>=<х >/2. Для кристалла положим <х >=б, тогда для коэффициента диффузии вакансий получим [c.201]

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]

Вследствие наличия поля напряжений вокруг дислокации диффузия вакансий вдоль дислокации происходит с большей скоростью, чем в основной массе. В этом случае облегчаются переползание, зарождение и движение ступенек путем питания их вакансиями. [c.156]

Равномерное движение границы с двумя степенями свободы без их расщепления возможно не только благодаря скольжению дислокаций в своих плоскостях, но и нормальному смещению их из своих плоскостей, т. е. переползанию с участием диффузионных процессов. При этом скользящая дислокация является источником или местом стока вакансий и атомы будут двигаться от края сокращающейся плоскости к растущей экстраплоскости вследствие диффузии вакансий в противоположном направлении. Последующие положения границы зерна определяют 1) величину макроскопической деформации [c.170]

Значение Q процессов разупрочнения колеблются в зависимости от того, с протеканием каких элементарных процессов это связано от значений энергии активации диффузии вакансий до энергии активации процессов граничной и объемной диффузии. [c.299]

Поэтому полигонизацию затрудняет все то, что тормозит диффузию вакансий и уменьшает их концентрацию, что тормозит движение дислокаций, способствует образованию примесных атмосфер вокруг дислокаций, что уменьшает энергию дефектов упаковки Е .у и тем самым затрудняет поперечное скольжение винтовых дислокаций. [c.310]

Тепловой эффект может вызвать процесс диффузии вакансий и внедренных атомов, изменяющий тонкую структуру и свойства металлов. Б металле появляются поры, которые являются зародышами будущих микротрещин. Тепловой эффект может привести также к рекомбинации пар Френкеля с частичным исчезновением этого дефекта. [c.40]

С изменением парциального давления кислорода может меняться тип проводимости. Так, при высоких давлениях кислорода оксид может иметь р-проводимость, а при низких давлениях этот же оксид принимает свойства п-проводимости. В таком случае дефекты структуры окалины представляют собой соответственно внедренные атомы кислорода (р-проводимость) и кислородные вакансии (и-проводимость), диффузия во внешнем слое окалины происходит преимущественно путем переноса внедренных ионов, а во внутреннем слое (около металла) путем диффузии вакансии. Это ведет к тому, что внутри окалины существуют р—п-переходы, которые и должны воздействовать на процессы переноса. [c.57]

II стадия — концентрация пор уменьшается за счет растворения мелких пор, при этом происходит рост оставшихся пор путем диффузии вакансий от мелких пор к крупным, объемная доля пор остается постоянной [c.251]

Ускорение роста пор внутри зерна под воздействием напряжения может быть вызвано такими причинами увеличением скорости диффузии вакансий изменением эффективности дислокаций, пор [c.156]

Для повышения жаропрочности стали необходимо обеспечить торможение дислокаций и диффузии вакансий как по границам, так и в объеме зерна. Дислокации хорошо затормаживаются мелкодисперсными карбидами и интерметаллидами. Легирование твердого раствора элементами, повышающими жаропрочность, приводит к усилению межатомных связей, уменьшает диффузионную подвижность вакансий и тем самым замедляет диффузионную ползучесть. Сильные карбидообразователи — хром, молибден, титан, ниобий — связывают углерод в прочные карбиды, затрудняют его диффузию и способствуют получению стабильной структуры. Вследствие искажений кристаллической решетки в районе дислокаций последние очень активно притягивают атомы примесей. Вокруг дислокаций особенно легко концентрируются атомы элементов, образующих растворы внедрения,— углерода, азота, бора и др. Поэтому дислокации часто оказываются местами зарождения частиц второй фазы. [c.83]

Стадия III П. м. оканчивается разрывом материала. Разрыв является лишь завершением процесса разрушения, к-рый протекает на всём или почти всём протяжении высокотемпературной П. м. Уже на стадии I обнаруживается образование несплошности материала, сопровождаемое уменьшением его плотности. На стадии II на границах зёрен выявляются поры и трещины, слияние к-рых друг с другом приводит к окончат, разрушению материала. Зародыши трещин и пор могут быть в материале до начала процесса ползучести либо образоваться в результате деформации. Рост пор осуществляется путём диффузии вакансий к ним, взаимного слияния пор и при несогласованности проскальзывания зёрен. Пути повышения сопротивления материалов такие же, как для повышения прочности при комнатных темп-рах. Это — упрочнение растворимыми добавками и создание структуры, содержащей дисперсные частицы вторых фаз. Трудностью при создании материалов высоким сопротивлением П. и. является не получение необходимой структуры и фазового состава материала, а их сохранение при высоких темп-рах длит, время. [c.13]

При моделировании поведения металла при помощи модели (4.34) особое значение приобретает информация об энергии активации Q диффузионных процессов, контролирующих релаксацию напряжений. Известно, что каждый из множества диффузионных процессов в металлах, таких как самодиффузия, взаимо-диффузия легирующих или примесных атомов, зернограничная и трубочная диффузия вакансий или атомов, имеет свое значение Q и вносит свой вклад в общий процесс релаксации. Наиболее полно в справочной литературе представлена информация о значениях для самодиффузии. Существенно большие расхождения [c.187]

Несколько легче оказалось иметь дело с ростом пор. Его зависимость от скорости диффузии выражают в терминах зернограничной диффузии вакансий к границам зерен, перпендикулярным оси нагружения. Обычно с помощью подобных моделей прогнозируют пороговое напряжение роста пор, скорость роста, полагая ее пропорциональной величине напряжения, и кинетику роста, полагая, что она лимитирована зернограничной или поверхностной диффузией. [c.319]

При обсуждении причин уменьшения объема образцов на начальной стадии повторной графитизации следует учитывать и роль вакансий. Образовавшиеся на поверхности пор пленки графита в дальнейшем утолщаются в результате роста в направлении матрицы. Пространство для растущего графита может освобождаться и путем диффузии вакансий. Источником вакансий служит и непокрытая графитом поверхность пор. Поскольку с удалением углерода плотность металлической матрицы увеличивается, перераспределение вакансий между свободными и покрытыми графитом поверхностями пор должно сопровождаться уменьшением объема образцов. По мере отжига все большее количество пор покрывается графитом, что обусловливает потерю способности образовывать вакансии. На дальних стадиях повторной графитизации источником вакансий служат границы зерен и дислокации, что приводит к росту объема. По-видимому, подобный механизм играет большую роль при повторной графитизации сплавов с пластиночной формой графита. [c.139]

Dj, — коэффициент диффузии вакансий [c.56]

Энгелла— Хауффе Диффузия вакансий (пространственные заряды) Окислы п-типа (100— 1000 А) — — [c.82]

Для анализа роста пор, обусловленного диффузией вакансий, Д. Риммером и Д. Халлом было предложено уравнение [338] [c.160]

В данной главе рассмотрено разрушение материала, при котором критические параметры Nf или ef) существенно зависят от времени нагружения или от скорости деформирования. При испытании в инертных средах чувствительность материала к скорости деформирования в основном связана с межзеренным характером накопления повреждений и разрушения при вну-тризеренном разрушении такой чувствительности не наблюдается. Скоростная зависимость Nf H) или ef( ) в первую очередь обусловлена накоплением повреждений по границам зерен не только за счет пластического деформирования, но и за счет диффузии вакансий в теле зерна активность диффузионных процессов значительно ниже, чем по границам, и они практически не оказывают влияния на внутризеренное повреждение. Переход от межзеренного разрушения к внутризеренному при увеличении I связан с нивелированием диффузионных процессов по границам зерен и отсутствием проскальзывания зерен. [c.186]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

Так как интенсивность первичных усталостных повреждений определяется скоростью диффузии вакансий, а последняя пропорциональна -величине действующих напряжений, то на участках концентрации напряжений ускоренно возникают разрыхления металла, предшествующие обра- зовашпо усталостных трещин. Вследствие этого усталостные повреждения в зонах кшщентрации напряжений опережают повреждения в остальных участках детали. [c.293]

У металлов разрушение определяется в основном двумя процессами разрывом межатомных связей за счет тепловых флуктуа1щй и направленной диффузией. Первый процесс описывается уравнением (3,2). Нарушение сплошности металла с точки зрения диффузии происходит в резулыаге диффузии вакансий к трещинам, т.е. роста трещин за счег притока вакансий. [c.124]

В ГЦК-решетке дефекты упаковки можно образовать не только путем скольжения. Можно, например, удалить плотно упакованный слой за счет диффузии вакансий на этот слой, а затем сомкнуть соседние слои. Так, после удаления слоя В последовательность будет. .. АВСАСАВС. .. Такой дефект получил название дефекта упаковки вычитаная. Его мох<но считать слоем САСА гексагональной плотноупакованной структуры. [c.113]

Дальнейший рост зародыша пор может происходить как в результате притока вакансий к поре, так и вследствие разрядки дислокаций при выходе их на поверхность. Значительная разрых-ленность объемов металла вблизи полос скольжения облегчает диффузию вакансий в образовавшейся поре. [c.44]

Первый процесс полностью характеризуется уравнением (4). Согласно теориям, объясняющим механическое разрушение металлов диффузионными процессами, нарушения сплошности металла возникают и развиваются в результате диффузии, именно в результате направленной диффузии вакансий к трещинам (роста трещин в результате образования вакансий). Р1зменение скорости разрушения при изменении температуры согласно теории диффузионного механизма разрушения обусловлено различным соотношением скоростей накопления (коагуляции) вакансий и их рассасывания. Для диффузионного механизма разрушения получена следующая температурно-временная зависимость прочности [57] [c.25]

С точки зрения микромеханики деформирования процесс высокотемпературной ползучести связан, как и процесс мгновеннопластического деформирования, со скольжениями дислокаций. Однако эти скольжения активируются в данном случае не только напряжениями определенного уровня, но и вышеупомянутыми термическими флуктуациями колебаний атомов около их равновесных положений в узлах кристаллической решетки 9, 30, 73, 77]. Диффузия вакансий и внедренных атомов, образующихся в результате термических флуктуаций, вызывает с течением времени переползания дислокаций в направлениях, перпендикулярных их плоскостям скольжения. Эти переползания стимулируют процесс скольжений и придают ему реономный характер. Более детальное описание физической природы ползучести можно найти в указанных источниках. [c.24]

Второй механизм— образование пор вследствие скопления вакансий — наблюдается при весьма значительном времени испытания или эксплуатации, а также при очень высоких температурах [Л. 12, 24, 25]. Необходимое количество вакансий образуется в процессе пластической деформации при высокой температуре в результате движения винтовых дислокаций [Л. 13, 14, 16]. Под действием напряжений, вызванных внешними нагрузками, вакансии перемещаются направленно. Встречая на свое.м пути препятствия, вакансии скапливаются на них, образуя поры. По мнению большинства исследователей рост пор независимо от механизма их зарождения ироисходит в результате направленной диффузии вакансий. [c.81]

При варианте IIIБ величина а = Од, а е = е . Рассмотрим нагружение при наименьших значениях независимых переменных. Основной механизм зернограничной ползучести (образование, рост и объединение пор) контролируется диффузией вакансий, следовательно, решающее значение имеет фактор длительного пребывания при высокой температуре. Диффузия избыточных вакансий в стоки под действием статической нагрузки происходит в первую очередь к границам зерен ориентированным перпендикулярно нагрузке, в соответствии с градиентом концентрации напряжений и способствует более раннему образованию пор на границах. [c.55]

В первой стадии спеканйя при более низких температурах происходит главным образом поверхностная диффузия. По мере повышения температуры роль поверхностной диффузии убывает, а объемной — возрастает и достигает преобладающей степени. При нагревании в результате возрастающего теплового движения атомов или ионов кристаллическая решетка вещества стремится к совершенствованию, избавлению от дефектов строения и залечиванию этих дефектов, а в термодинамическом понимании —к минимуму свободной энергии. Поэтому при диффузионном спекании происходят два встречных процесса — перенос вещества в свободные вакантные места и движение вакансий (незанятых узлов кристаллической решетки) в обратном направлении, т. е. к границам зерен. Этот суммарный процесс иногда называют диффузией вакансий. [c.71]

Конечно, следует иметь в виду, что прямое количественное измерение проникновения вещества вдоль дислокационной трубки очень трудно, так как это количество очень мало. Были проведены опыты по измерению самодиффузии вдоль дислокации в цинковой фольге с помощью просвечивающей электронной микроскопии (Рожанский). По скорости округления дислокационных петель за счет линейного натяжения дислокаций определялся коэффициент диффузии вакансий. Рассчитанный из этих данных коэффициент самодиффузии цинка вдоль дислокаций на 10 порядков больше, чем коэффициент объемной самодиффу-зии 10 и 10 з см сек последний получен экстраполяцией. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...