Слой диффузионный (концентрационный)

В общем случае пленку электролита на поверхности, металла следует условно представлять как состоящую из двух слоев диффузионного, в котором концентрация кислорода меняется линейно, и концентрационного,, простирающегося за пределы толщины диффузионного слоя. Эффективная толщина диффузионного слоя во всех случаях меньше общей толщины пленки на металле. При этом чем толще пленка электролита, тем в относительно меньшей части ее кислород переносится по чисто диффузионному механизму. Эффективная толщина диффузионного слоя в изотермических условиях, совпадает с общей толщиной пленки 6 = 30 мкм. [c.66]

И, наконец, в концентрационном пограничном слое диффузионные потоки массы соизмеримы с конвективными, поэтому [c.39]

С помощью этого метода были записаны концентрационные кривые вольфрама, железа и кобальта для нескольких образцов (фиг. 212, 215, 216). После диффузионного отжига предварительно шлиф образцов протравливали и выявляли диффузионные слои. Запись концентрационных кривых производили в направлении нормали к диффузионным слоям. [c.230]

Считая числа Рг и 5с фиксированными постоянными, которые могут задаваться в широком диапазоне значений, соответственно физическим свойствам среды (жидкости, газы), придем к выводу, что при больших значениях рейнольдсова числа потока Ке и чисел Ре, Рб(г наряду с динамическими скоростными) пограничными слоями, будут образовываться тепловые температурные) и диффузионные (концентрационные) пограничные слои. В этих тонких по сравнению с характерным ДЛЯ потока линейным размером слоях быстрота изменения температуры-или концентрации в поперечном к потоку направлении будет значительно превышать изменения в продольном направлении. [c.656]

Однако в ряде работ, опубликованных в последние годы, появились результаты, свидетельствующие об отклонениях концентрационной кривой от ожидаемой по решению (7.30). А именно, в слое диффузионного образца, прилегающем к поверхности, график 1пС=[(х ) имеет аномально крутой подъем (область / иа рис. 7.4). Область // на том же рисунке соответствует обычному процессу диффузии в твердых растворах замещения. Наконец, при плохом качестве кристаллической структуры образца на графике может возникать третья область, связанная с дислокациями, которые действуют как пути ускоренной диффузии. [c.221]

Еще одна особенность кристаллизации сплавов — влияние градиента концентрации растворенного элемента в слое переохлажденного расплава, контактирующего с твердой фазой, на температуру Т я- При кристаллизации сплавов происходит диффузионное перераспределение примесей между жидкой и твердой фазами. Переохлаждение, связанное с перераспределением примесей, принято называть концентрационным переохлаждением. [c.443]

Коррозионные процессы, протекающие с кислородной деполяризацией, обычно наблюдаются в нейтральных средах или при небольшом смещении pH в кислую или щелочную область. Вследствие малой растворимости кислорода в электролитах и незначительной скорости его диффузии характерной особенностью этого вида коррозии является то, что скорость коррозионного процесса зависит в основном от концентрационной поляризации. В отличие от коррозионных процессов, протекающих с водородной деполяризацией, на скорость коррозии с кислородной деполяризацией значительное влияние оказывают перемешивание, повышение температуры и другие факторы, способствующие ускоренной диффузии. Наличие в металлах примесей, понижающих перенапряжение ионизации кислорода, не оказывает существенного влияния на скорость коррозионного процесса. При интенсивном перемешивании или слишком тонких слоях электролита, контактирующего с воздухом, диффузионная кинетика не имеет решающего влияния. В этом случае на скорость коррозии оказывает влияние перенапряжение ионизации кислорода и все связанные с ним вторичные явления. [c.23]

Обычно уравнения пограничного слоя выводят из общих уравнений движения жидкости при некоторых упрощающих предположениях, вытекающих из основного постулата. Прежде всего предполагается, что все три характерные толщины динамического б, теплового бт, диффузионного (или концентрационного) слоев бс очень малы по сравнению с длиной тела и толщиной сжатого слоя. [c.35]

В некоторых условиях при завышенном отборе тока от протектора может произойти смеш,ение потенциала протектора в отрицательную сторону ранее рассчитанного времени. Такое смеш,ение потенциала протектора может быть вызвано концентрационной поляризацией в электролите, обусловленной диффузионным торможением отвода ионов накапливающихся в при-электродном слое (что наиболее вероятно для кислых растворов), [c.163]

Оценим величину концентрационной поляризации для катодного и анодного процессов. В не очень сильно перемешиваемых нейтральных электролитах благодаря относительно малой скорости диффузии имеется заметная разница в концентрации деполяризатора, например кислорода, непосредственно у поверхности катода и на некотором расстоянии от него. В стационарных условиях количество восстанавливающихся веществ должно равняться количеству вещества, диффундирующего через диффузионный слой. Следовательно, можно написать [c.41]

Для роста образовавшегося кристалла необходимо, чтобы на фронте кристаллизации постоянно поддерживалось переохлаждение. Если величина переохлаждения невелика, то устойчивым будет плоский фронт кристаллизации. С увеличением переохлаждения произойдет смена форм роста кристаллов на ячеистую, затем дендритно-ячеистую и, наконец, дендритную. Это касается затвердевания чистых металлов. В паяных же швах, как правило, происходит кристаллизация сплавов. В этих случаях необходимое для поддержания процесса роста кристаллов переохлаждение на фронте кристаллизации обусловлено возникновением так называемого концентрационного переохлаждения. При кристаллизации сплавов идет процесс перераспределения атомов для поддержания равновесных составов твердой и жидкой фаз. Этот процесс называется разделительной диффузией, он приводит к обогащению слоя расплава, прилежащего к фронту кристаллизации, компонентом, снижающим температуру расплава. Так возникает градиент концентрации этого компонента. В жидком растворе в то же время идут диффузионные процессы, направленные на выравнивание состава обогащенного слоя и более отдаленных участков. [c.99]

На форму роста кристаллов затвердевающего сплава величина переохлаждения оказывает решающее влияние. Гладкий фронт кристаллизации устойчив при малом термическом переохлаждении расплава перед фронтом кристаллизации. С развитием зоны концентрационного переохлаждения гладкая форма фронта кристаллизации становится неустойчивой, появляются выступы, вершины которых продвигаются через обогащенный примесью слой расплава. Возникает дополнительный диффузионный поток (параллельный фронту), что снижает концентрацию примеси в этих местах и тем самым повышает температуру кристаллизации на вершинах выступов. Все ЭЮ обеспечивает устойчивость системы выступов, образуется ячеистая структура. [c.100]

Подводя итог, можно отметить, что методы ОРР и ЯР позволяют определять концентрационные профили практически всех элементов таблицы Менделеева в слоях, толщина которых составляет несколько микрометров. При этом точность анализа достигает 1 %. При решении триботехнических проблем большое значение имеет также применимость методов для исследования кинетики химических реакций и диффузионных процессов в поверхностных слоях, стехиометрии используемых материалов. [c.168]

В общем случае имеющуюся на поверхности металла пленку электролита следует условно представлять как состоящую из 2 областей диффузионной, в которой концентрация кислорода меняется линейно, и концентрационной, простирающейся за пределы эффективной Толщины диффузионного слоя. Эффективная толщина диффузионного слоя во всех случаях меньше толщины пленки на катоде. При этом, чем толще пленка, тем в относительно меньшей части кислород переносится по чисто диффузионному механизму. Эффективная толщина диффузионного слоя совпадает в термостатированных условиях с толщиной пленки при 6 = 30-10 . [c.173]

Причиной катодной поляризации при коррозии с кислородной деполяризацией является как перенапряжение ионизации кислорода торможение самой электродной реакции (66)], так и концентрационная поляризация вследствие затрудненности диффузии кислорода к катоду, причем основное торможение диффузии кислорода наблюдается в приэлектродном неподвижном или ламинарно текущем слое электролита (диффузионном слое). [c.72]

Величина предельного тока активированного растворения обратно пропорциональна толщине приэлектродного диффузионного слоя, что указывает на диффузионный характер ограничений этого процесса. Недостаточная интенсивность массообмена вызывает концентрационные изменения у поверхности электрода, когда в приэлектродном слое происходит накопление катионов растворяющегося металла вплоть до превышения предела растворимости соответствующего кристаллогидрата и экранирования его осадком анодной поверхности [20]. Торможение процесса ионизации металла в активирующем электролите может объясняться также недостаточно высокой диффундирующей способностью активирующих ионов, а следовательно, замедленной доставкой их к поверхности анода [2 [. [c.31]

Следует отметить, что в случае поликристаллических осадков, когда образующиеся вокруг растущих кристаллов диффузионные слои перекрывают друг друга, величина концентрационной поляризации изменяется с величиной поляризующего тока. [c.27]

Действительно, экспериментальные результаты показывают, что с повышением температуры перенапряжение осаждения всех трех металлов резко снижается. Незначительное перенапряжение, наблюдаемое при высоких температурах, обусловлено в основном концентрационными затруднениями. Об этом свидетельствуют данные по изучению роста осадков при низких плотностях тока [29, 40]. При высоких температурах вокруг отдельных растущих кристаллов никеля, кобальта и железа, так же как в случае серебра, обнаруживаются зоны, обедненные ионами металла (диффузионные зоны). Это указывает па то, что лимитирующей стадией электродного процесса при высоких температурах является подача восстанавливающихся ионов к растущему участку электродной поверхности. Значение концентрационной поляризации, рассчитанное на основании величины диффузионного слоя, практически совпадает с экспериментально полученным значением перенапряжения. [c.109]

Исследование процесса окисления никеля в различных растворах привело к прямо противоположному выводу [8, 9]. На рис. 6 приведены экспериментальные данные, полученные на активном и пассивном никеле в 0,17V растворе КОН. Из рис. 6 видно, что как на активном, так и на пассивном никеле в широком интервале времени наблюдаются зависимости, характерные для диффузионного контроля. Наклон прямых при этом на пассивном никеле оказывается почти на порядок меньше, чем на активном. Влияние перемешивания во всех случаях отсутствует, так же как и в случае окисления серебра, что говорит о диффузионном контроле в окисном слое. Эти результаты указывают на то, что пассивация никеля связана с ухудшением условий переноса в окисном слое, а не с изменением энергии активации процесса. Следовательно, в данном случае следует говорить не об истинной пассивации, а лишь об усугублении концентрационной поляризации в окисном слое как причине уменьшения тока. [c.87]

При интенсивном ведении электролиза с высокой плотностью тока прикатодный слой обедняется разряжающимися ионами металла по сравнению с объемом раствора. Достигается предельный ток диффузии, и качество осадка резко ухудшается. Для выравнивания концентрации ионов металлов в прикатодном слое и в объеме раствора и для устранения диффузионных ограничений (концентрационной поляризации) необходимо перемешивать электролит. Перемешивание можно проводить механическим способом (с помощью подвижных катодных штанг, мешалок и других устройств), сжатым воздухом или ультразвуком. [c.123]

Наряду с только что рассмотренным скоростным или вихревым пограничным слоем, приходится иметь дело и с другими по физическим свойствам переносимой субстанции пограничными слоями, как, например, температурным и диффузионным (концентрационным). Они представляют также тонкие в поперечном к поверхности тела направлении области, в которых сосредоточена интенсивная диффузия тепла (температуры) или вещества (концентрации), но тонкость этих областей обусловлена большими значениями не числа Рейнольдса, а числа Пекле (Ре) и диффузионного числа Пекле (Ре<г), о которых была речь в конце гл. VIII. [c.442]

Как было выяснено в начале главы, при больших значениях рейнольдсо-ва числа потока Ре и чисел Ре, Ped, наряду со скоростными пограничными слоями, будут образовываться тепловые (температурные) и диффузионные (концентрационные) Пограничные слои. В этих тонких по сравнению с характерным для потока линейным размером слоях быстрота изменения температуры или концентрации в поперечном к потоку направлении будет значительно превышать изменения в продольном направлении. [c.486]

Анодная поляризация связана с затруднением реакции (1) ионизации металла. Она вызывается главным образом повышением концентрации ионов этого металла в прилегающем слое электролита (концентрационная поляризация). Конвективные процессы в электролите, способствуя переносу ионов, уменьшают концентрационную поляризацию. В неперемешиваемых электролитах, в частности в жидкости, заполняющей поры бетона, концентрационная поляризация может быть очень значительной, поскольку конвекция может отсутствовать, а диффузионный перенос ионов сильно затруднен. [c.18]

Н. Д. Томашов показал, что при расчете количества диффундирующего к отдельному катоду К кислорода в первом приближении весь неограниченный объем электролита, принимающий участие в диффузии кислорода к поверхности катода (рис. 163), может быть заменен некоторой условной фигурой FGDE (рис. 164), дающей ту же скорость диффузии кислорода, но с изо-концентрационными поверхностями, параллельными поверхности катода и поверхности раздела диффузионного слоя, т. е. эта фи- [c.236]

Таким образом, перемешивание электролита в одном из пространств ячейки, облегчая диффузионные процессы (в результате уменьшения толщины диффузионного слоя), одновременно снижает концентрационную поляризацию и катодного, и анодного процесса, т. е. вызывает одновременно и эффект неравномерной аэрации, и мотоэлектрический эффект, которые действуют в противоположных направлениях. Направление тока при этом, т. е. полярность электродов гальванической макропары, обусловлено преобладанием одного из этих эффектов. Для менее термодинамически устойчивых металлов (Fe, Zn и др.) преобладает эффект неравномерной аэрации, а для более термодинамически устойчивых металлов (серебра, меди и их сплавов, иногда свинца) — мотоэлектрический эффект. Следует, забегая несколько вперед, отметить, что у электродов макропары неравномерной аэрации или мотоэлектрического эффекта за счет работы микропар в большей или меньшей степени сохраняются функции — у катода анодные, а у анода катодные (см. с. 289). [c.247]

В отличие от кривой, характеризующей процесс выделения водорода, кривая перенапряжения ионизации кислорода фкВС (см. рис. 1.1) не представляет полной кривой катодной поляризации процесс осложняется большой концентрационной поляризацией из-за ограниченных возможностей доставки кислорода к катоду. Вследствие относительно малой скорости диффузии кислорода к поверхности катода концентрация деполяризатора в непосредственной близости к катоду и на некотором расстоянии от него различна. С некоторым приближением для стационарных условий можно принять, что градиент концентрации в диффузионном слое линейный. На некотором расстоянии от диффузионного слоя концентрация восстанавливающихся веществ практически постоянна. [c.12]

Диффузионные алюминидные покрытия подразделяются на "внутренние" и "внешние". Внутренние покрытия образуются в том случае, когда активность алюминия по сравнению с никелем высока (например, при высоком содержании в засыпке А1 и/или активатора и температуре процесса 760-982 °С) при этом диффузия алюминия внутрь протекает быстрее, чем диффузия никеля наружу через формирующийся в начальный период взаимодействия слой никель-алюминиевого интерметаллида. Если же активность алюминия по сравнению с никелем мала (низкое содержание А1 и/или активатора в засыпке, температура процесса 982-1093 °С), то образуются внешние покрытия в этом случае происходит преимущественная диффузия никеля к поверхности и последующее его взаимодействие там с алюминием. На рис. 13.1 показана типич ная морфология внутренних и внешних диффузионных алюми-нидных покрытий [1]. Интересно заметить, что в некоторых случаях благодаря существованию температурных или концентрационных градиентов в засыпке возможно формирование на одной и той же детали и внутренних и внешних покрытий это возможно также на подложках сложной формы или при пе- [c.91]

При помощи Оже-электронной спектроскопии изучено распределение меди и цинка в поверхностном слое сплава uSOZn, подвергнутого потенциостатическому травлению [5в]. В пределах слоя толщиной 80 нм концентрация компонентов менялась в полном соответствии с расчетом, выполненным по модели линейной. полубесконечной диффузии. Высокая, разрешающая способность данного метода позволила зарегистрировать непрерывный концентрационный профиль палладия у растворяемых анодно сплавов систем Си—Pd (N pd==10 15 и 30 ат.% [57]) и Ag—Pd (№м=0,Зч-5О ат.% [59]). Толщина диффузионной зоны невелика и составляет - lQ-f-15 нм (рис. 2.1). Характерно, что поверхность сплавов не покрывается палладием полностью. [c.45]

Дадим рписание модели гальваностатического СР спла-во в по механизму объемной взаимодиффузии компонентов, следуя [98]. Рассмотрим гомогенный оплав системы А—В, при анодрюм растворении которого окисляется только компонент А. При этом образуются гидратированные катионы А +, а компонент В накапливается в поверхностных слоях сплава. Решаются две идентичные диффузионные задачи по определению концентрационных профилей компонента А в сплаве и, соответственно, ионов А + в растворе электролита. Упрощающие -предположения аналогичны вводимым ранее (п. 2.2.1). [c.91]

Отсюда можно заключить, что в отсутствие явлений пассивности изменение потенциала анода за счет концентрационной поляризации будет несравненно меньшим, чем за счет электрохимической. Однако из этого не следует делать вывод, что размешивание не должно оказывать влияния на контактный ток. Необходимо иметь в виду, что с размешиванием сильно изменяется толщина диффузионного слоя (от 0,05 см для неразмешиваемого электролита до 0,001—0,003 см для сильно размешиваемого), а следовательно, и предельный катодный ток. Поэтому по мере усиления интенсивности размешивания нейтральных электролитов роль положительного контакта должна сильно возрасти. Однако увели-48 [c.48]

В описанных выше простых активационных процессах растворения предполагалось, что при растворении катиона он свободно покидает поверхность раздела металл —раствор. Это движение представляет собой диффузионный процесс по мере возрастания плотности тока растворения скорость удаления анодных продуктов не увеличивается пропорционально, а поэтому концентрация этих продуктов в анолите (части электролита, окружающей анод) будет возрастать и вызывать обратную э. д. с. Дальнейшее увеличение скорости анодного растворения становится более затруднительным и требует непропорционального роста анодного перенапряжения. На этой стадии скорость растворения составляет iAIzF для площади электрода А, что равно [AD — Со)]/б, где D — коэффициент диффузии, С и Со — концентрации ионов соответственно вблизи поверхности электрода и в объеме раствора, а S— толщина диффузионного слоя. Ве- личина перенапряжения (или вызываемой концентрационным эффектом полйризации) Яс может быть вычислена по формуле [c.78]

Развитие напряжений в диффузионном слое и сопредельной с ним матрице существенно изменяет подвижность элемента насыщения. В диффузиошой зоне можно выделить два вида напряжений. Первый связан, как уже отмечалось, с изменением удельного молярного объема в процессе фазообразования (концентрационные напряжения), второй — с различной подвижностью атомов матрицы и атомов насыщающегося элемента (диффузионное напряжение). [c.108]

Толщина диффузионного слоя около одиночного кристалла серебра обычно колеблется от 0,004 до 0,03 см. Величина концентрационной поляризации, рассчитанная на основании этих данных, составляет около 7мв. Экспериментально определяемая величина поляризации практически совпадает с этим значением [15]. Следовательно, при росте монокристаллов серебра измеряемая поляризация в основном является концентрационное, остальные виды поляризации по сравнению с концентрационной ничтожно малы. Так, работами Каишева с сотр. [16] было показано, что при злектроосаждении серебра в случае спиральной дислокации зависимость величины кристаллизационного перенапряжения (т]к) от расстояния между витками спиральной ступени (dg) на кубической грани имеет вид т]к =0,85/aj. Расчет показывает, что при изменении от 4,3 до 30 мк величина перенапряжения меняется от 0,185 до 0,028 мв. Поскольку на грани кристалла всегда име-ST место выход спиральной дислокации [17], то, исходя из этих данных, можно заключить, что кристаллизационное перенаиряже-лие при электроосаждении серебра составляет доли милливольта. [c.24]

Скорость выделения палладия существенно зависит от соотношения основных компонентов электролита [7]. При увеличении концентрации палладия в растворе скорость процесса возрастает с увеличением концентрации щелочи — понижается. Осцилло-графические исследования позволили установить, что предельный ток выделения палладия обусловлен в основном концентрационными изменениями в прикатодном слое и имеет диффузионную природу. [c.133]

На основании полученных экспериментальных данных (см. рис. 6) можно судить, имеет ли место обнаруженная концентрационная поляризация в растворе или в твердой фазе. Так как наклон прямой, выходящей из начала координат, не зависел от концентрации щелочи в интервале от 0,02 до 10 N КОН и, следовательно, от концентрации растворенного Ag20, можно было заключить, что диффузионные ограничения возникли не в растворе, а в твердой фазе слоя Ag20. [c.33]

При перемешивании электролита, уменьшающем толщину диффузионного слоя и, следовательно, облегчающем диффузию кислорода, снижается поляризация катода вследствие уменьшения концентрационной поляризации. Перемешивание уменьшает также концентрационную поляризацию анодного процесса, но может вызвать и пассивацию анода, т. е. увеличение анодной поляризации в результате облегчения доступа к электроду кислорда. [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...