Диффузия в матрице

Здесь ( = 1—3) — доли фаз в сечении, перпендикулярном оси Ох (рис. 1, б) С — концентрация диффундирующего элемента А в -й фазе элементы диагональной матрицы Z равны соответственно Ух, Ух, Уз, верхний индекс т означает транспонирование. Система (1) описывает движение границ фаз, а (2) — изменение их составов при реакционной диффузии. В матрицу Е входят величины р.. — скорость перестройки кристаллической решетки г-й фазы в -ю [c.20]

В пределах границ иных температурно-силовых областей службы металла возможно увеличение вклада диффузионных и других механизмов разрушения, что влияет на величину энергии активации и, самое главное, затрудняет точную количественную оценку. Даже в случае ведущей роли диффузионных процессов не ясно, какую физическую константу материала принимать за энергию активации разрушения, так как на скорость процессов диффузии в матрице могут влиять легирующие элементы. [c.121]

Теоретический анализ (гл. 11), однако, приводит к заключению, что при гомологических температурах выше 0,5 ползучесть металлических материалов, упрочненных частицами выделений и дисперсной фазой, контролируется объемной диффузией в матрице. Действительно, если нормированную скорость ползучести представить в зависимости от нормированного напряжения [c.56]

Диффузия в матрице механизм и следствия [c.26]

В 21 было доказано, что образование более стабильной фазы должно приводить к растворению менее стабильной фазы. При старении сплавов это правило играет важную роль. Около зон ГП концентрация матричного раствора равна Са-гп (см. рис. 178 и 179). После образования промежуточной -фазы на границе с ией устанавливается концентрация раствора С a- Следовательно, в матрице возникает градиент концентраций С а-гп — Со-р. Выравнивающая диффузия в матрице в направлении этого градиента создает пересыщение раствора относительно -фазы и делает его ненасыщенным по отношению к зонам ГП. В [c.309]

Здесь и — набор физических (химических и т. д.) переменных, который определяет нелинейную кинетику в отсутствие диффузии, В — матрица коэффициентов диффузии (в общем случае В также зависит от м — нелинейная диффузия). [c.516]

Диффузия в матрице пористого тела описывается уравнением, аналогичным закону Фика [c.182]

Поскольку величина мала (D < м /с), то диффузия в матрице твердого пористого тела обычно вносит незначительный вклад в общий массоперенос. [c.182]

Наконец, из-за диффузии в паре упрочнитель — матрица, сопровождающей химическое взаимодействие у поверхности раздела, желательные свойства, которые каждый из компонентов придает композиту, часто не достигаются, поскольку при этом уменьшается пластичность матрицы и снижается собственная прочность упрочнителя. [c.47]

Взаимодействие наиболее эффективно протекает в композиционных материалах в процессе нагрева при их изготовлении, особенно жидкофазными способами, поэтому в ряде случаев предпочитают применять твердофазные технологические процессы, при которых в связи со сравнительно низкими температурами нагрева диффузия в значительной мере замедлена. Уменьшения взаимодействия матрицы с упрочнителем можно добиться разработкой высокоскоростных и низкотемпературных методов изготовления композиционных материалов. К таким методам изготовления композиций, при которых не успевают проходить диффузионные процессы и взаимодействие в такой мере, чтобы повлиять на снижение свойств, относятся взрывное прессование слоистых и волокнистых композиций [12], гидродинамическое горячее прессование [84] и другие методы твердофазного изготовления, например, композиционных материалов с никелевой матрицей, армированной вольфрамовой проволокой. Одним из наиболее прогрессивных методов изготовления композиционных материалов с металлическими волокнами является динамическое горячее прессование, при котором уплотнение волокнистых и слоистых композиций происходит под действием ударной нагрузки в течение долей секунды. [c.32]

Скорость науглероживания конструкционных материалов зависит от коэффициента диффузии углерода в матрице сплава, [c.266]

Из таблицы видно, что при увеличении содержания N1 температуры превращения смещаются в сторону более низких температур. Это объясняется не непосредственным влиянием изменения содержания N1 на изменение Т превращения, а тем, что в результате увеличения содержания N1 при постоянном содержании А1 уменьшается содержание Си в сплавах, вследствие чего отношение содержания А1 к содержанию Си увеличивается. Кроме того, N1 подавляет диффузию Си и А1. При низком содержании N1 не удается предотвратить выделение 72-фазы даже путем повышения скорости охлаждения. Поэтому N1 оказывает влияние посредством понижения концентрации А1 в матрице. [c.105]

В табл. 2.1 приведены диаметры некоторых а гомов и ионов. Если исходить из этих размеров, то только одноатомные положительные ионы могут занимать положения внедрения, но их практически невозможно изолировать в матрице. Таким образом, расположение матрич-но-изолированных частиц в пустотах решетки следует рассматривать как крайне редкое исключение, хотя диффузия в матрице, по-видимому, протекает через временное занятие таких пустот. [c.22]

Более крупные реакционноспособные частицы сохраняются, повидимому, на стадии отжига и начинают образовьшать слабо связанные агрегаты, а затем вступают в химические реакции (если эти два процесса возможно наблюдать отдельно) при достижении температуры диффузии в матрице, т.е. выше 0,5. [c.27]

Контролируемые отжиг матрицы и диффузия имеют очень большое значение для анализа экспериментальных результатов. Поэтому возможность изменять температуру матрицы является важнейшей характеристикой эксперимента и, вероятно, основным преимуществом новейших криостатов с микрокриогенными системами. В ранних исследованиях по матричной изоляции в качестве хладагентов использовали жидкий гелий или жидкий водород в этом случае без их удаления из криостата невозможно поднять температуру намного выше соответствующих точек кипения. После удаления хладагента температура быстро возрастает и единственным способом охлаждения служит новое переливание хладагента, когда температура сразу падает соответственно до 4 или 20 К. Микрокриогенная установка позволяет регулировать не только температуру матрицы, но и скорость ее измег нения. Степень отвода тепла можно сделать большей, равной или меньшей притоку тепла к матрице, что и создает возможность постоянной регулировки температуры. Таким путем осуществляют намного более тщательное изучение отжига и диффузии в матрице. [c.28]

Однако диффузия в матрице не всегда является полезным и контролируемым процессом. К сожалению, во многих случаях она представляет неизбежное явление. В частности, она создает ослож- [c.28]

Диимид (HN=NH) образуется в цис- и транс-формах при фотолизе HNj в матрицах. Образование диимида может происходить в условиях, исключающих диффузию в матрице, поэтому предполагают, что фотолизу подвергается димер [c.139]

Интенсивность полос при 805 и 766 см" синхронно изменяется при варьировании условий, в частности она снижается при проведении диффузии. При частичном замещении на 0 каждая из этих полос дает триплет, и поэтому они были отнесены к молекуле SI2O2. Слабые полосы при 973, 631 и 312 см" приписаны тримеру SI3O3 на основании результатов изотопного ( 0) замещения кроме того, интенсивность этих полос возрастает при диффузии в матрице. [c.152]

Двухатомные молекулы в матрицах гетероядерные 126, 127 гидриды 132—134 гомоядерные 125, 126 Диффузия в матрице 24, 26 нерегулируемая 28, 29 регулируемая 26—28 температуры диффузии 24, 25 [c.168]

Аналогичные теории и представления о прочности поверхности раздела при растяжении и сдвиге были развиты применительно к композитам первого класса. Приведенные Купером и Келли примеры композитов (таких, как медь — вольфрам) подтверждают справедливость выполненного ими анализа поведения систем с металлической матрицей. В системах второго и третьего классов на границе волокно — матрица появляется зона конечной ширины, отличающаяся по свойствам как от матрицы, так и от волокна. Анализ систем второго класса был начат Эбертом и др. [16]. Они использовали дифференциальные методы для оценки влияния диффузии в зоне раздела на механические свойства компонентов. Эта работа является одновременно и первым анализом немодельных систем, хотя она и была ограничена лишь системами с химическим континуумом, т. е. непрерывным изменением состава (см. гл. 2). В системах третьего класса наличие продукта реакции приводит к химическому дисконтинууму — прерывистому измене- [c.19]

В связи с нестабильностью этого типа возникает еще одна проблема, а именно, образование пор из-за неравенства диффузионных потоков (эффект Киркендалла). Пористость вокруг вольфрамовой проволоки шдна на рис. 5 и 6. В последнем случае показана структура образца, упрочненного 24 об.% проволоки из сплава W+3% Re, после испытаний под напряжением 14,7 кГ/мм при 1422 К в течение 689 ч без разрушения. По предположению Кляйна и др. [21], поры образуются потому, что поток материала из матрицы в проволоку не уравновешивается диффузией вольфрама в матрицу. Обнаружено также, что зарождение пор ускоряется, если на исходной поверхности раздела волокно/матрица есть остаточная пористость. Снижение остаточной пористости увеличивает время до образования пор Киркендалла на порядок. [c.94]

Ни одно из этих упрощений не выполняется в композитном материале, хотя предположение о неизменности граничных условий необходимо при выводе параболического закона роста. Могут появиться и другие осложнения, вызванные многофазностью продукта реакции. Для математического описания процесса были раосмотрены два допущения. Предполагалось, что первоначально металл насыщен неметаллом в одном случае и не насыщен в другом. Ожидаемый параболический закон роста реакционного слоя получается при первом допущении, а при втором закон роста оказывается сложнее. В этом случае надо знать два коэффициента диффузии неметалла — в продукте реакции и в матрице. [c.121]

Было установлено, что рост реакционной зоны следует параболическому закону, т. е. скорость реакции лимитируется диффузией. Подсчитанные по этим данным константы скорости реакции подчиняются уравнению Аррениуса. Окись алюминия быстрее взаимодействует со сплавом, чем с нелегированным титаном. Это, видимо, объясняется тем, что в первом случае в матрице присутствует алюминий и достаточен меньший его перенос из волокна для образования фазы TiaAl. Величины энергии активации реакции окиси алюминия со сплавом и нелегированным титаном составляют соответственно 211 и 216 кДж/моль. Треослер и Мур отмечают, что указанные величины энергии активации соответствуют процессу, скорость которого лимитируется диффузией алюминия через ннтерметаллидную фазу, образующуюся на границе волокна и матрицы. [c.124]

Излом образца, испытанного на поперечное растяжение при 1477 К после 100-часового отжига при той же температуре, показан на рис. 17, а. Предварительный отжиг вызывает диффузию вольфрама из проволоки в матрицу и на поверхность раздела, что упрочняет их. Поэтому деформация разрушения матрицы уменьшается, трещина не распространяется по поверхности раздела, и в результате прочность композита при 1477 К становится больше. Дальнейшее повышение прочности композита, по-видпмому, ограничено расщеплением проволоки ил.и разрушением по поверх ности раздела, обусловленным пористостью диффузионного происхождения. Не приводя соотвеггствующих данных, укажем лишь, что последний тип разрушения был характерен для ряда предва- [c.206]

Как уже отмечалось, образование хрупкого интерметаллида может привести к ухудшению свойств композита. Термическое разупрочнение можно ограничить, изготавливая композит из взаимно нерастворимых составляющих или применяя покрытия (в том числе гальванические), которые служат барьерами для диффузии между матрицей и волокном. Если доцустить диффузионное разупрочнение, то продукт взаимодействия может расти на поверхности раздела так, что интерметаллид будет располагаться асимметрично относительно последней это и наблюдалось в си- [c.243]

Группа исследователей Института проблем литья АН УССР изучала. поверхности трения высокохромистых чугунов [28, 66]. Была отмечена диффузия хрома из зерен основы в карбиды и наиболее деформируемые участки поверхностей трения. Содержание хрома в матрице немодифицнрованных чугунов уменьшилось с 7 до 5%, т. е. почти на 30%. [c.22]

Система титан — волокна карбида кремния. В работе [207] изучена кинетика реакции взаимодействия между титаном промышленной степени чистоты и волокнами карбида кремния или волокнами бора с покрытием из Si в интервале температур 650— 1050° С. В результате диффузии углерода и кремния в матрицу, а титана в волокна карбида кремния образуется реакционная зона сложной структуры. Она состоит из трех слоев, в которых присутствуют монокарбид титана Ti и интерметаллид TisSig. Рост зоны взаимодействия происходит по параболическому временному закону. Толщина слоя зависит от времени и температуры в соответствии с уравнением [c.69]

Согласно современнйм представлениям ухудшение рабочих характеристик ионитов обусловлено прежде всего снижением скорости диффузии ионов в зерне ионита [112], т. е. отравление анионита скажется в первую очередь на, процессе регенерации. Отравление приводит к снижению скорости диффузии в химических и физических узлах матрицы ионита, появлению других зон матрицы, в которых скорость диффузии уменьшается. В процессе эксплуатации увеличение степени отравления приводит к еще большему снижению скорости внутренней диффузии. В результате она может стать соизмеримой со скоростью внешней диффузии из разбавленных растворов. В этом случае отравление будет сказываться и на процессе обессоливания воды. [c.87]

В обш,ем виде к фазе-упрочнителю предъявляют следуюш,ие требования высокая свободная энергия образования, т.е. высокая термодинамическая прочность малая скорость диффузии компонентов фазы в матрицу и малая растворимость их в ней высокая чистота и большая суммарная поверхность частиц дисперсной фазы. К упрочняюш,им [c.170]

Метод упрочнения путем образования внутри металлической матрицы высокодисперсных частиц тугоплавкой фазы при внутреннем окислении включает окислительный отжиг порошка сплава, представляющего собой твердый раствор металла, образующего трудновосста-навливаемый тугоплавкий оксид, в металлической матрице, оксид которой должен легко восстанавливаться. Если металл матрицы не образует оксидов, то уже на этой стадии образуется его смесь с фазой-упрочнителем, которую прессуют, спекают и обрабатывают давлением. Если на поверхности матрицы образуется пленка оксида, препятствующая диффузии кислорода внутрь частицы, то после проведения окислительного отжига порошок нагревают в инертной среде и оксидная фаза-упрочнитель образуется за счет кислорода оксида матрицы для удаления не разложившихся оксидов матричного металла порошок можно дополнительно обработать в восстановительной среде. Скорость диффузии кислорода в матрице должна быть возможно большей по сравнению со скоростью диффузии атомов металла, образующего тугоплавкий оксид, а энергия образования тугоплавкого оксида по абсолютной величине должна быть значительно больше энергии образования оксида металла матрицы. Только при таких условиях достигаются высокая дисперсность частиц тугоплавкого оксида и равномерное его распределение в матричном металле. Полученную смесь порошков основного металла и оксидной фазы-упрочнителя прессуют и спекают, после чего заготовки обрабатывают давлением. [c.172]

Большинство композиционных материалов - представители тер- юдинамически неравновесных открытых систем, для которых характерно наличие развитой сети внутренних границ раздела, градиентов химических потенциалов элементов в матрице и наполнителе. Градиенты являются движущей силой процессов межфазного взаимодействия в системе, фазовых переходов, взаимной диффузии, химических реакций и др Эти явления обусловлены тем, что в поверхностных слоях на межфазной фанице вследствие разного состава и строения соприкасающихся фаз и из-за различия в связях поверхностных атомов и моле-к л одной и другой фазы существует ненасыщенное поле межатомных, межмолекулярных сил. [c.56]

Выпускаются сверхпроводящие многожильные многослойные (металл—сверхпроводник) проволоки и ленты. Методом твердофазной диффузии получают гибкие композиции из тонких нитей ниобия в матрице из оловянной бронзы, в которой при нагреве образуется сверхпроводящая пленка станнида ниобия NbgSn. [c.343]

Включения второй фазы, нерастворимые в матрице или когерентно связанные с нею, препятствуют миграции границ и росту зерен. Эффект растворимых включений сложнее. Коа-лесценция включений облегчает рост зерен вследствие ослабления барьерного эффекта и появления дополнительной движущей силы. Однако миграция границ в этом случае сопряжена с диффузией растворенных атомов, и скорость роста зерен может быть небольшой. С нагревом до высоких температур включения растворяются и рост зерен интенсифицируется. Подобно включениям на кинетику роста зерен влияют и микропоры. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...