Насыщение из газовой фазы

Типичная схема установки для насыщения из газовой фазы показана на рис. 36. Эта схема может быть использована для нанесения различных покрытий с некоторым модифицированием в каждом конкретном случае. В любом варианте при насыщении газовым неконтактным способом обрабатываемые изделия помещают в специальные камеры или контейнеры, заполняемые тем или иным методом газообразными соединениями насыщающего элемента. Одновременно в рабочее пространство подают, как правило, восстановительный газ (обычно, водород), который, взаимодействуя с соединением, восстанавливает диффундирующий элемент. Иногда диффундирующий элемент образуется и без присутствия водорода в результате термической диссоциации соединения на нагретой поверхности изделия. [c.103]

С целью интенсификации процессов диффузионного насыщения из газовой фазы (в том числе и силицирования), снижения расхода составляющих газовой среды и обеспечения более гигиеничных условий работы был предложен циркуляционный способ насыщения [113, 114]. Схема установки для осуществления этого способа приведена на рис. 40. Способ основан на переносе диффундирующего элемента в замкнутом газопроводе при систематическом восстановлении газа-переносчика [14, с. 68]. Этот перенос основан на реакциях (1) и (2), протекающих при различных температурах Tt и Га [c.218]

Основываясь на физико-химической характеристике активной фазы, поставляющей диффундирующий элемент, Г. Н. Дубинин предложил следующую классификацию методов химико-термической обработки насыщение из твердой фазы, насыщение из паровой фазы, насыщение из газовой фазы и насыщение из жидкой фазы. Согласно этой классификации, цементацию стали в твердом карбюризаторе следует относить к методу насыщения из газовой фазы, а диффузионное хромирование в порошке хрома — к методу насыщения из паровой фазы. [c.369]

В зависимости от физико-химического состояния среды, содержащей диффундирующий элемент, химико-термическая обработка осуществляется четырьмя методами насыщения из твердой фазы ( твердый ) из паровой фазы ( парофазовый ) из газовой фазы 0<газовый , из жидкой фазы ( жидкий ). [c.125]

К числу наиболее распространенных катодных покрытий, обладающих более положительным потенциалом, чем потенциал защищаемого металла, относятся покрытия на основе хрома, никеля, кадмия, титана, меди, а также драгоценных металлов. Для получения таких покрытий разработан ряд способов, базирующихся на гальваническом и химическом осаждении, диффузионном насыщении из газовой, жидкой и твердой фаз, плакировании и др., которые подробно описаны в литературе. [c.174]

Регулируя и поддерживая давление в аппарате постоянным на заданном уровне, этим методом можно получать осадки и покрытия с заданной текстурой, так как на характер ее формирования при кристаллизации из газовой фазы в основном влияют два параметра давление насыщенных паров осаждаемого металла и температура на поверхности осаждения [90]. Модернизированный метод транспортных реакций имеет еще три важных преимущества. Он позволяет 1) получать осадки и покрытия с высокой скоростью (до 1,0—1,5 мм/ч), так как последняя не снижается в ходе процесса осаждения из-за повышения давления в аппарате 2) наносить покрытия с заданной толщиной, так как процесс можно вести до тех пор, пока все исходное сырье не окажется на подложке 3) получать покрытия с высокой адгезией, так как травление поверхности подложки происходит в парах галогенида непосредственно перед нанесением покрытия в том же аппарате. [c.117]

Будем считать, что вакансии, как и другие дефекты кристаллического строения, возникают в твердом теле во время его кристаллизации из расплава, при конденсации из газовой фазы или плазмы, во время пластической деформации. Однако, на наш взгляд, наиболее перспективным способом насыщения металла вакансиями можно считать распад дислокационных структур в процессах термического разупрочнения, начиная со стадии отдыха и кончая рекристаллизацией. [c.108]

Способами диффузионного насыщения являются погружение в расплав, насыщение из расплавленных солей (с электролизом или без него), насыщение из сублимированной фазы (путем испарения или из газовой фазы). [c.140]

Г. Насыщение поверхностного слоя металлов и сплавов различными элементами из газовой фазы (например, азотирование, борирование и др.). [c.123]

Насыщение из паровой фазы кремния, температура которого 1200° С вакуум 10- мм рт. ст........... Насыщение из газовой среды прямоточным методом исходная среда НС1 4- Si................. Насыщение нз газовой среда циркуляционным методом исходная среда НС1 -f- Si. . ............ 0,175-10-S 0,61.10- 1,39.10- [c.566]

Однако если насыщение ведется водородом из газовой фазы при повыщенной температуре, но небольшом давлении, то аномалии скорости десорбции при температурах больших 150°С не наблюдается [83]. [c.24]

Нитридное и оксидное упрочнение вольфрама. В последнее время предпринимаются попытки упрочнения вольфрама дисперсными частицами нитрида гафния (рис. 123). Для этого используют не металлургический метод получения, а диффузионное насыщение [981 и совместное осаждение из газовой фазы [99]. [c.298]

Насыщение углеродом из газовой фазы возможно лишь при больших давлениях - около ста атмосфер, поскольку при малом давлении диссоциация углеродсодержащих газов идет слабо и заметного насыщения расплава не наблюдается. Иногда процесс ведут при плотности мощности излучения 10 . .. 10 Вт/см . Тогда под поверхностью обрабатываемой детали образуется плазменное облако, представляющее собой смесь ионизированных частиц легирующего элемента и металла, испарившегося с поверхности детали. Ионизация частиц [c.571]

В качестве примера рассмотрим рост кристаллов кремния. Чтобы получить с помощью данного механизма игольчатые или нитевидные кристаллы кремния, на кристалл-подложку из кремния помещают небольшие частички определенного металла (например, золота) диаметром 10 —10 см. Подложка нагревается в печи при этом происходит образование капелек расплава Аи — Si, насыщенного кремнием при данной температуре. Затем над подложкой с образовавшимися капельками пропускаются водород и пары тетрахлорида кремния, которые реагируют между собой с образованием элементарного кремния. Атомы кремния переходят из газовой фазы в жидкие капельки и диффундирует через расплав к поверхности раздела между жидким сплавом и кремниевой подложкой. Пересыщение сплава кремнием вблизи подложки при этом увеличивается, и на поверхности ее зарождаются новые слои кремния. Однако в таких сплавах это очень медленный процесс, поэтому пересыщение будет продолжать увеличиваться до тех пор, пока отклонение от равновесия не станет настолько большим, что начнет действовать механизм равномерного присоединения атомов по всей поверхности раздела и поверхность сможет равномерно продвигаться, не нуждаясь в источниках слоев. По мере роста капелька сплава будет удаляться от подложки за счет осаждения материала на границе раздела расплав — кристалл, образно выражаясь, сидя верхом на кончике растущего уса. [c.175]

В тех случаях, когда в промышленных условиях адсорбция летучих ингибиторов металлом происходит из газовой фазы, лабораторные исследования защитных свойств ингибиторов проводят в замкнутых стеклянных сосудах, в которых создается насыщенная водяными парами атмосфера. По методу [64] образцы подвешивают в колбах или стеклянных сосудах, на дно которых наливают 50 см водного раствора ингибитора определенной концентрации (рис. 133). Испытания проводят в условиях конденсации влаги на поверхности образцов, для чего сосуды 8 ч выдерживают в термостате при 35° С, а остальное время суток при комнатной температуре. Продолжительность испытаний установлена авторами и равна шести неделям. [c.228]

Свойства покрытий, наносимых методами диффузионного насыщения и осаждения из газовой фазы, существенно улучшаются, если предварительно на основном материале образован промежуточный подслой из другого, определенного в каждом конкрет- [c.72]

Согласно классификации Г. Н. Дубинина [6], в основу которой положена физико-химическая характеристика активной фазы (или среды, содержащей диффундирующий элемент), следует различать такие основные методы диффузионного насыщения 1) из твердой фазы (твердофазный метод) 2) из жидкой фазы (жидкофазный метод) 3) из газовой фазы (газовый метод) 4) из паровой фазы (парофазный метод). [c.73]

Рис. 36. Схема установки для нанесения диффузионных покрытий из газовой фазы 1 — подача газов 2 — покрываемое изделие 3 — выход газов 4 — ловушка 5 — камера 6 — высокочастотный индуктор (или другой какой-либо нагреватель) 7 — подача вещества, содержащего насыщенный элемент 8 — нагреватель 9 — подача очищенного и осушенного несущего газа 10 — устройство для предварительного подогрева газов Л — подача очищенного и осушенного восстановительного газа

Коэффициеиты диффузии водорода в титане и его сплавах определялись рядом исследователей. Однако в большинстве случаев насыщение образцов водородом проводилось из газовой фазы при повышенных температурах. Сведений о коэффициентах диффузии водорода при комнатных температурах мало. Так, в частности, авторы [9] и [10] коэффициент диффузии водорода определяли из зависимости концентрации водорода от глубины его проникновения и для сплава ВТ-15 получили [c.53]

По Я. И. Френкелю [18], механизм поверхностной диффузии может быть представлен следующим образом. Твердая поверхность кристалла находится в равновесии с некоторым слоем насыщенного пара металла. Атомы металла могут переходить из твердой в газообразную фазу и обратно, тем самым создается возможность перемещения атомов по поверхности через газовую фазу, поскольку единичные атомы, выпавшие из газовой фазы, слабо связаны с поверхностью. [c.64]

Анализ и обобщение многочисленных исследований диффузионного насыщения поверхности сплавов элементами позволяет рассматривать существующие процессы насыщения поверхности сплавов металлами и металлоидами на основе разработанной нами классификации процессов насыщения [1], предусматривающей 4 метода насыщения 1) из твердой фазы 2) из паровой фазы 3) из газовой фазы 4) из жидкой фазы. Основу классификации процессов насыщения составляет принцип рассмотрения физико-химического состояния насыщающей среды, являющейся источником диффундирующего элемента. [c.16]

Передача диффундирующего элемента через паровую фазу осуществляется вследствие способности металлов к сублимации. Технология этого процесса насыщения металлов различными элементами была подробно изучена И. С. Горбуновым [4]. Создание вакуума в реакционном пространстве облегчает доставку испаряющегося металла к насыщаемой поверхности. Так как вероятность соударения частиц в условиях вакуума значительно меньше, чем в атмосфере газов, средняя длина пробега частиц увеличивается. Последнее позво.ляет производить насыщение неконтактным способом, что способствует улучшению качества обрабатываемой поверхности. Вместе с тем при испарении из паровой фазы значительно увеличивается вероятность образования на поверхности насыщаемого металла мономолекулярного слоя диффундирующего элемента. Это приводит к тому, что для осуществления процесса диффузии требуется дополнительная затрата энергии для разрыва молекулярных связей и приведения диффундирующего металла в атомарное состояние. Поэтому активность насыщения из паровой фазы оказывается меньше, чем при насыщении газовым или жидким методами, при которых диффундирующий элемент к началу процесса уже находится в атомарном состоянии. [c.20]

Образующиеся по реакциям (1)—(3) атомы элемента Ме в отличие от других методов насыщения находятся в активной форме и поэтому быстро адсорбируются насыщаемой поверхностью. В связи с этим начальная концентрация диффундирующего элемента на поверхности металла оказывается значительно более высокой по сравнению с другими методами насыщения. Большая активность протекания процесса насыщения элементами из газовой фазы по сравнению с парофазовым методом может быть под- [c.20]

В связи с этим приобретает интерес рассмотрение роли химических реакций (1) и (2) при насыщении металлов элементами из газовой фазы. В настоящее время имеется весьма мало работ, посвященных изучению реакций взаимодействия газовой среды с поверхностью металла и термодинамике этого взаимодействия. [c.21]

В зависимости от метода переноса диффузионного элемента на насыщаемую поверхность различают следующие основные способы диф( )узионного насыщения металлами 1) погружение в расплавленный металл, если диффундирующий элемент имеет низкую температуру плавления (например, алюминий, цинк) 2) насыщение из расплавленных солей, содержащих диффундирующий элемент (с электролизом и без электролиза) 3) насыщение из сублимированной фазы путем испарения диффундярующего элемента 4) насыщение из газовой фазы (контактным и неконтактным методом), состоящей из галогенных соединений диффундирующего элемента. [c.247]

В практике получения наноматериалов установки типа изображенных на рис. 4.4 часто используются для операций механохими-ческого синтеза, когда высокоэнергетическое диспергирование сочетается с образованием сплавов и соединений в результате химических реакций. Последние протекают либо за счет взаимодействия исходных порошков, либо в результате насыщения из газовой фазы, а также при различных смешанных вариантах. Образование соединений и сплавов в условиях механохимического синтеза связывают как с интенсивной генерацией новых поверхностей и глубоким перемешиванием (что обеспечивает интенсификацию диффузионных процессов), так и с разупорядочением кристаллической структуры реагентов (что является также весьма важным фактором при осуществлении процессов образования сплавов и соединений при температурах более низких, чем это необходимо для обычного синтеза). Экзотермический характер многих реакций обусловливает самопроизвольное развитие процессов, что также может оказывать влияние на протекание механохимического синтеза. [c.123]

Насыщение поверхности стали элементами осуществляют при температурах 700—1400° С следующими способами 1) погружением в расплавленный металл, если диффундирующий элемент имеет невысокую температуру плавления (например, алюминий, цинк) 2) погружением в расплав солей, содержащих диффундирующий элемент (с электролизом и без применения электролиза) 3) из сублимированной фазы путем испарения диффундирующего элемента (парофазиый метод) 4) насыщенней ИЗ газовой фазы-(-к-оитактиым или некон.тактньш, методом), состоящей из галогенных соединений диффундирующего элемента [37, 14]. [c.350]

При неконтактном методе обрабатываемые изделия нагреваются до более низкой температуры, нем. насыщающий металл или его ферросплав. Контактный метод может осуществляться в герметичных или негерметичиых контей-нерах при нормальном давлении. Во избежание окисления процесс рекомендуется вести в защитной или нейтральной среде (азоте, аммиаке, аргоне и т, д.). Технология насыщения из газовой фазы обычно предусматривает одновременное лроведеиие. процесса насыщения я генерацию необходимых для цроцесса галоидных соединений диффундирующего элемента. [c.351]

Насыщение из газовой фазы. При этом методе формиро-1вание покрытия происходит за счет взаимодействия поверхности насыщаемого металла или сплава с газовой средой, содер жащей диффундирующий элемент в виде соединения, чаще всего галогенида. На поверхности металла могут идти реакции обмена, восстановления, диопропорционирования, термического разложения и т. д., в результате которых происходит осаждение насыщающего элемента на поверхность изделия. При [c.217]

Наибольшее распространение получило алитирование стальных изделий в порошках с насыщением из газовой фазы. Порошкообразная смесь состоит из ферроалюминия, хлористого а1ММоння и окиси алюминия. В присутствии NH l образуется газообразный хлорид алюминия А1СЬ, являющийся поставщиком активных атомов алюминия. Окись алюминия -предотвращает спекание частиц ферроалюминия. Алитирование проводят при 960—l( O° в течеиие 3—12 ч. [c.375]

Для интенсификации процесса газового силицирования в работе [20] предложено использовать явление тлеющего разряда. Тлеющий разряд создают в специальной камере прп давлении смеси 81С14 + Н2, равном 10—100 мм рт. ст., и напряжении между электродами 500—1000 в, причем катодом является образец насыщаемого металла. В работе было установлено, что на скорость процесса насыщения оказывает влияние парциальное давление составляющих газовой смеси, ее расход, а также температура разогрева катода — образца. Прп прочих равных условиях скорость насыщения в поле тлеющего разряда в несколько раз превосходит скорость обычного насыщения из газовой фазы, прп этом существенно может быть снижена температура насьпцаемого металла. Однако детально механизм силицирования в тлеющем разряде пока не исследован. [c.36]

Процесс силицирования из чистой газовой фазы, как правило, происходит с большей скоростью по сравнению с силицированием из порошковых смесей или из жидкой фазы. В монографии 12] большая скорость процессов диффузионного насыщения из газовой фазы объясняется влиянием нескольких факторов, останав- ливаться иа которых мы здесь не имеем возможности. [c.36]

Для консервации таких изделий предложен способ обработки их внутренних поверхностей. Сущность процесса состоит в том что в закрытые полости изделий подается подогретый воздух, насыщенный парами летучего ингибитора атмосферной коррозии. В процессе прохождения нагретого ингибированного воздуха по внутренним полостям изделий, имеющих более низкую температуру поверхности, происходит десублимация (переход ингибитора из газовой фазы в кристаллическое состояние), в результате чего поверхность металла покрывается тонким сплошным слоем ингибитора. [c.85]

Процессом, обратным С., является конденсация вещества из газовой фазы. При равновесии кристаллич, и газовой фаз 7 = / ,,--давление насыщенного пара при данной темп-ре Т) потоки сублимирую1цихся и конденсирующихся молекул равны. Скорость С. /щ (число молекул, отводящихся в единицу времени с единицы площади) определяется разнос ью тгих потоков в неравновесных условиях (при /V = 0). Поток молекул, К0нденсируюи1ихся на [c.17]

Совместное насыщение может быть осуществлено и при отсутствии одного из насыщающих элементов в смеси. Например, при силицировании стали в порошке карбида кремния с добавкой в качестве активатора тетрафторбората калия наряду с процессом снлицирования протекает также процесс борирования, и конечная структура покрытия представляет отдельные боридные включения в матрице твердого раствора кремния в железе. При этом процесс борирования осуществляется вследствие восстановления бора из газовой фазы (BF3) кремнием карбида кремния. [c.97]

Как видно из данных, приведенных в табл. 34, насыщение осуществляется в основном не вследствие твердого контакта поверхности металла с углеродом, а из газовой фазы (углеводородов в случае карбидизации в среде водорода и окиси углерода в случае карбидизации в невысоком вакууме). При одинаковых температуре и времени выдержки карбидизация в среде водорода (углеводородов) идет примерно на порядок быстрее, чем в вакууме (слабая концентрация СО). Роль водорода как элемента-транспортера при карбидизации вольфрама в графитотрубчатой печи в са-жевой засыпке рассмотрена в работе [136], [c.141]

Покрытия получали насыщением п расплаве состава 5п А1 51, Покрытие получали осал<дением силицида из газовой фазы с последующей пропиткой в расплаве 5п— А1. [c.300]

Каждый процесс химико-термической обработки может осуществляться разными методами (насыщением из газовой, паровой, жидкой или твердой фазы) и в самом разнообразном техническом наполнении (например, с получением активной газовой фазы в ра-бочем пространстве печи или в отдельном генераторе и т. п.). Подробный анализ этих процессов можно найти в монографиях А. II. Минкевича, Ю. М. Лахтина и Г. Н. Дубинина. Ниже в качестве примеров кратко рассмотрены некоторые типичные разновидности химико-термической обработки. Эти примеры относятся главным образом к сталям, так как химико-термическая обработка чугунов и цветных металлов и сплавов в промышленности применяется несравненно реже. [c.370]

Комплексные покрытия на основе тугоплавких соединений могут быть также получены путем предварительного нанесения покрытия из тугоплавкого переходного металла любым другим путем (например, электролитическим, из газовой фазы и т. п.) и затем диффузионного насыщения этого покрытия неметаллом. Таким способом в работе [19] были получены на ниобии и тантале покрытия, состоящие из наружного слоя MoSij и внутренних слоев — силицидов ниобия и тантала. Процесс получения таких покрытий состоял из нанесения на поверхность ниобия и тантала слоя МоОд, восстановления этого слоя водородом до чистого молибдена и последующего силицирования в газовой среде, содержащей SI I4+H2. Покрытия этого типа обладали более высокими защитными свойствами по сравнению с покрытиями, полученными при непосредственном силицировании ниобия и тантала. [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...