Внедренные атомы концентрации

Утверждение, что градиент химического потенциала является движущей силой диффузии внедренных атомов, концентрация которых мала, было подтверждено в двух предшествующих параграфах. Изучавшаяся там модель была упрощением явления диффузии в реальном сплаве, содержащем внедренные атомы, потому что атомы примеси, располагающиеся в узлах, рассматривались как неподвижные. При исследовании действительной ситуации, когда все компоненты могут двигаться, возникают трудности, для преодоления которых удобно воспользоваться феноменологическим подходом. Интересно, что уравнение, ранее полученное для потока внедренных атомов, по виду очень близко уравнению, учитывающему движение атомов примеси, размещающихся по узлам решетки. Уравнение для потока (2.486) в случае, если "УТ и Е равны нулю, можно записать следующим образом [c.60]

Заметим, что в поверхностных слоях титана с большей концентрацией палладия формируются окисные пленки с более высоким содержанием палладия, чем в обедненных, что объясняется увеличением скорости реакции выделения кислорода. При этом плотность анодного выделения кислорода при 373 К имеет тенденцию к стабилизации. Таким образом, для наибольшего увеличения реакции выделения кислорода в данных условиях необходимо имплантировать палладий в титан таким образом, чтобы основное количество внедренных атомов располагалось на глубине от О до 34 нм для поляризации при 293 К и на глубине от О до [c.78]

Однако, если большое число одинаковых точечных дефектов (например, внедренных атомов) распределены по объему У тела в среднем равномерно с концентрацией Сд — Уд/Л (Л д и — числа дефектов и атомов в теле). [c.117]

Определяя относительные концентрации с,- внедренных атомов, находящихся в междоузлиях 7-го типа, формулой [c.137]

Весьма распространенным является случай, когда имеются только два типа междоузлий (т=2), например, октаэдрические и тетраэдрические междоузлия в решетке металла. В, этом случае из (7,7) получаем формулы для равновесных концентраций внедренных атомов Б междоузлиях первого и второго типа [c.138]

Формулы (8,12) дают зависимость равновесных концентраций С1 и С2 от степени дальнего порядка т]. Для неупорядоченного сплава, когда ц = 0, междоузлия Ох и О2 в среднем оказываются энергетически эквивалентными и из (8,10) получаем нг= пг- При этом из (8,12) видно, что С1 = С2 = 7г, т. е. имеем в среднем равномерное распределение внедренных атомов по междоузлиям. В сплаве же стехиометрического состава (сд = д = 7з) в состоянии с наибольшим порядком т] = 1 концентрации С1 и С2 наиболее сильно отличаются одна от другой. [c.142]

Существует много фаз внедрения, в которых концентрация внедренных атомов не мала и формулы, выведенные в 7, уже не справедливы. Среди соединений внедрения (гидридов, карбидов, нитридов, и т. н.), существующих обычно в определенных, часто весьма широких интервалах концентраций внедренных атомов, встречаются случаи практически полного заполнения междоузлий какого-либо типа, например, октаэдрических или тетраэдрических, а иногда, как во многих гидридах редкоземельных металлов [2], внедренные атомы располагаются на междоузлиях обоих типов, В связи с этим [c.144]

Таким образом, равновесные относительные концентрации внедренных атомов С, находящихся на междоузлиях первого и второго типа в сплаве внедрения с любыми числами этих междоузлий Й и Э1г при любых степенях V заполнения междоузлий, равны [c.147]

Определение равновесных концентраций внедренных атомов при любых степенях заполнения междоузлий может быть проведено в случае не только двух, но и любого числа т сортов междоузлий. Пусть кристалл содержит междоузлий г-го типа, на которых находятся [c.148]

Это уравнение определяет при каждом значении температуры Т = Тр равновесное значение р, т. е. разность концентраций атомов С в первой и второй фазах, определяющую ширину двухфазной области па диаграмме состояния. Тр имеет смысл температуры распада. При Т > > Тр сплав находится в однофазном состоянии и представляет собой однородный твердый раствор внедрения, имеющий концентрацию Сс = Нс/Э1. Охлажденный до температуры Т, меньшей Тр, этот сплав распадается на две находящиеся в равновесии фазы с разными составами и Сс определяемыми при Г = Г из (16,21), (16,20) и (16,18). Из первого равенства (16,9) следует, что концентрация Сс (для двухфазного сплава имеющая смысл средней концентрации) связана с Сс и Сс соотношением [c.195]

В отличие от вычислений, проведенных в 8, где рассматривалось размещение невзаимодействующих внедренных атомов (при малой концентрации Сс) по междоузлиям упорядоченного сплава с заданным дальним порядком на узлах, здесь исследуется задача совместного установления равновесного порядка как на междоузлиях, так п на узлах при любой концентрации сс взаимодействующих атомов С. [c.203]

В случае, когда концентрация внедренных атомов са достаточно мала, молено разложить правую часть формулы (18,5) в ряд по степеням са и ограничиться членами первого порядка малости. Тогда [c.205]

Рассмотрим несколько подробнее часто встречающийся случай малой концентрации внедренных атомов С (сс <С С 1). Из (17,15) в этом случае найдем приближенное выражение для ц [c.206]

Пользуясь формулами (20,27) п (20,23), можно построить кривую зависимости температуры распада Тр — Тр- - АТр тройного сплава от состава. Величина о может быть выражена через средние концентрации атомов А и В в сплаве Са = Ад/А и Св = Ав/А формулой о = Сд — Св = 2сд—1. При заданном значении ю можно найти по формуле (20,23) кривую распада в нулевом приближении. Эта Кривая для каждого значения са == сдо определяет значения р и Г . Далее, находя соответствующее Сд значение а и при заданных Vлa и Ква значение , можно при данном Сс по формуле (20,27) определить АТр и построить кривую зависимости Гр = = Тр- - АТр от Сд, т. е. кривую распада в первом приближении для сплава А — В с примесью внедренных атомов С. [c.221]

В 16, 20 были рассмотрены теории распада бинарного и тройного сплавов внедрения на два твердых раствора измененных концентраций. Однако часто встречаются случаи, когда сплав внедрения распадается на твердый раствор внедрения измененного состава и химическое соединение внедренных атомов с атомами, занимающими узлы решетки, имеющее определенный состав. Примером такого распада может служить выделение карбида из легированного аустенита. [c.224]

Выясним сначала, как будет происходить распад простейшей бинарной системы — раствора внедрения атомов С в чистом металле В на твердый раствор измененного состава и химическое соединение С с В. Для этого рассмотрим частный случай изложенной в 21 теории, в котором концентрация атомов А в исходном твердом растворе равна нулю. В этом случае сдо = О и = 0. [c.231]

Пусть в направлении оси х (см. рис. 61) создан градиент концентрации внедренных атомов С, т. о. га = га (ж). [c.255]

Таким образом, в случае невзаимодействующих между собой внедренных атомов С из (25,8) и (26,7) находим следующее соотношение между коэффициентом их химической диффузии О при наличии градиента общей концентрации этих атомов п коэффициентом диффузии В меченых атомов С в отсутствие градиента общей концентрации атомов С [c.272]

В первом случае атом ве-Вакансия щества внедряется в меж-У У, доузлие и искажает кристаллическую решетку в некоторой окрестности внедренного атома. Во втором случае один из атомов вещества удален из кристаллической решетки, что тоже приводит к ее искажению. Так как атомы в кристаллических решетках не неподвижны, а постоянно совершают колебательное движение около некоторого равновесного состояния, то в этом движении они обладают некоторой энергией движения и импульсом. Распределение этих энергий и импульсов между атомами кристалла носит статистический (вероятностный) характер, поэтому на некоторые атомы приходится их достаточно большой уровень, который обеспечивает отрыв атома и образование вакансии. Это, в свою очередь, приводит к появлению в другом месте атома внедрения. В любом кристалле такого рода точечные дефекты постоянно зарождаются и исчезают в силу теплового движения (флуктуации) концентрация их определяется формулой Больцмана [c.132]

Проводниковые материалы представляют собой металлы и сплавы. Металлы имеют кристаллическое строение. Однако основное свойство кристаллического тела — анизотропность — не наблюдается у металлов. В период охлаждения металла одновременно зарождается большое количество элементарных кристаллов, образуются кристаллиты (зерна), которые в своем росте вступают в соприкосновение друг с другом и приобретают неправильные очертания. Кристаллиты приближаются по своим свойствам к изотропным телам. Высокая тепло-и электропроводность металлов объясняется большой концентрацией свободных электронов, не принадлежащих отдельным атомам. При отсутствии электрического поля равновероятны все направления теплового движения электронов в металле. Под воздействием электрического поля в движении электронов появляется преимущественное направление. При этом, однако, составляющая скорости электрона вдоль этого направления в среднем невелика, благодаря рассеянию на узлах решетки, Рассеяние электронов возрастает при уведичении степени искажения решетки. Даже незначительное содержание примесей, таких как марганец, кремний, вызывает сильное снижение проводимости меди. Другой причиной снижения проводимости металла или сплава может явиться наклеп— т. е. волочение, штамповка и т. п. Твердотянутая проволока имеет более низкую проводимость, чем мягкая, отожженная. При отжиге происходит рекристаллизация металла, сопровождающаяся повышением проводимости. Ее величина приближается к первоначальной благодаря восстановлению правильной формы кристаллической решетки. Во многих случаях желательно получение проводникового материала с низкой проводимостью такими свойствами обладают сплавы — твердые растворы двух типов. Твердыми растворами замещения называют такие, в которых атомы одного из компонентов сплава замещают в кристаллической решетке второго компонента часть его атомов. В твердых растворах внедрения атомы одного из компонентов сплава размещаются в пространстве между атомами второго, расположенными в узлах кристаллической решетки. Если атомы первого и второго компонентов сплава близки по размерам и строению электронных оболочек [c.272]

Сплавы внедрения являются ваншейшими материалами, широко применяющимися в различных областях техники. Для создания таких материалов с требуемыми свойствами первостепенное значение имеют вопросы о количестве и характере размещения внедренных атомов в кристаллической решетке, а также об их подвижности. Концентрация атомов внедрения и их размещение в различного типа междоузлиях кристаллической решетки определяют прочность, а также другие важнейшие свойства сталей и ряда других материалов. Факт наличия или отсутствия внедренных атомов в кристаллической решетке может полностью обусловить появление (или исчезновение) ферромагнетизма, антиферромагнетизма и сверхпроводимости. Добавление атомов внедрения способно даже изменить тип твердого тела, вызвав фазовый переход из металлического в неметаллическое состояние. [c.6]

Книга в значительно М количестве содержит материал, впервые (или очень редко) излагаемый в монографической литературе. К нему в основном относится ряд вопросов теории распределения внедренных атомов по междоузлиям решетки, в частности, при больших концентрациях этих атомов (например, изотопическое упорядочение), теория диффузии при больших степенях заполнения междоузлий внедренными атомами, а также в случае ее протекания до менедоузлиям разного типа, в которых внедренные атомы имеют различную энергию взаимодействия с окружающими их атомами металла на узлах. Сюда же относится и вся последняя глава о кинетике процессов перерасцределепия атомов внедрения по междоузлиям разного типа. [c.8]

В обратном случае, тюгда энергетически выгодно образование на соседних менсдоузлиях пар внедренных атомов, при понижении температуры возможен распад однородного сплава па две фазы впедренпя измененных концентраций. Такое явление паблюдается, папример, в системе Pd—II [6, 11]. Размеш епие атомов водорода в фазах неупорядоченное, и фазы отличаются лишь числом внедренных атомов в единице объема, т. е. плотностью, аналогично тому, как это имеет место при фазовых переходах газ — жидкость. [c.13]

Электросопротивление фаз внедрения должно быть чувствительно к изменению концентрации внедренных атомов и к появлению дальнего иоряда как на узлах, так II на междоузлиях. Поэтому метод, основанный на определении электросолротивлепня, широко применяется для исследования таких процессов. [c.20]

Значительное число, внедренных атомов металла, образующего кристалл, может возникнуть в том случае, если кристалл облучается частнцами, несущими достаточную энергию для образоваппя пар вакансий п внедренных атомов. Большие концентрации чужеродных внедренных атомов могут быть получены в тех случаях, когда в кристаллическую решетку внедряются атомы, имеющие относительно малый атомный объем. [c.38]

Пользуясь условиями равновесия системы, можно найти формулы для равновесных концентраций и других типов точечных дефектов. Различные случаи равновесного распределения примесных внедренных атомов по мелщо-узлиям разного типа будут подробно рассмотрены в следующих главах. [c.70]

Аналогичным образом мозкет быть найдена и равновесная концентрация появившихся в результате теплового возбузкдения атомов металла, занимающих межузельные пололюния (которые могут быть и гантельного типа). Будем предполагать, что внедренные атомы занимают межузельные полозкения некоторого определенного типа. Так [c.72]

В сплавах рассмотренного выше типа корреляция, вообще говоря, имеет место между замещениями различных узлов атомами А и В, между замещениями узлов атомами А и В и менщоузлий атомами С, а также между замещениями атомами С различных междоузлшг. Первый вид корреляции относится к узлам и хорошо изучен в теории упорядочения сплавов замещения. Третий вид (на междоузлиях) в ряде случаев оказывается песуществепны.м, например, для сплавов с малой концентрацией внедренных атомов. Поэтому рассмотрим здесь корреляцию между замещениями узлов и междоузлий, причем лишь для частного случая неупорядоченного сплава. [c.210]

Из 22,1) может быть найдена температура распада Гр рассматриваемого бинарного сплава В — С как функция концентрации = ПсШц внедренных атомов С в исходном твердом растворе [c.231]

В 21 было отмечено, что в принятом приближении величину цо можно считать не зависягцей от температуры. Поэтому, согласно (22,2), температура распада Гр бинарного сплава В — С обратно пропорциональна натуральному логарифму концентрации внедренных атомов С, Такого типа зависимость Гр от следует ожидать, например, при выделении карбида железа из аустенита ). На опыте (см., например, [6]) в этом случае кривая распада, т. е. кривая зависимости Гр от мало отличается от прямой линии во всей области концентраций, где происходит рассматриваемое превращение. Легко убедиться в том, что теоретическая формула (22,2) в этом интервале концентраций с достаточной точностью дает тоже практически линейную зависимость Гр от [c.231]

Таким образом, в этом случае равновесная концентрация внедренных атомов С в твердом растворе в начале выделения при некоторой заданной температуре, являющейся температурой распада, обратно пропорциональна концентрации легирующего элемента В (почти чистое химическое соединение которого с С выпадает) в степени l/Y. Этот результат представляет собой обобщение формулы (13) работы [4], полученной там для частного случая 7 = на случай любых Как было отмечено в [4], такой результат находится в качественном согла-сип с эксиоримепталышми данными. [c.233]

При этом, как видно из (23,39), хюэффициеит диффузии Оа, < 0. Аналогичным путем могут быть объяснены различные процессы перераспределения внедренных атомов Б неоднородном поле упругих папрялщний, приводящие к концентрации этих атомов в растянутых областях сплава внедрения. Примером перераспределения такого типа, имеющим большое значение, является образование атмосфер внедренных атомов в растянутых областях, возникающих в иоле напряжений вокруг дислокаций. [c.252]

Как неоднократно отмечалось выше, существует большое количество сплавов внедрения и соединений металлов с легкими атомами, в которых концентрация этих атомов уже ие может считаться малой. Поэтому при рассмотрении процессов их диффузии необходимо учитывать невозможность переходов атома в соседнее междоузлие из-за его заполпепия. В этих случаях может оказаться существенным и взаимодействие между внедренными атомами. [c.265]

Не будем принимать во внимание геометрические искажения решетки, квантовые особенности атомных переходов, а также корреляцию в процессах этих переходов, В отличие от обычно проводимых расчетов, в этом и следующем параграфах не будем ограпичиваться случаем игалых концентраций внедренных атомов, принимая, что степень заполнения междоузлий внедренными атомами может быть любой. При такой постановке вопроса выяснится существенное различие в зависимости коэффициентов самодиффузии и химической диффузии внедренных атомов от степени заполнения ими междоузлий [23]. [c.265]

Рассмотрим в этом параграфе, следуя работе [23], , диффузию меченых внедренных атомов при постоянство их общей концентрации в объеме сплава. Пусть в ирис- талле сплава внедрения часть атомов С радиоактивны и вдоль оси X (см. рис. 60, а) создан градиент копцрнтра-цип меченых внедренных атомов С, по общая концентрация атомов С от ж не зависит и остается постоянной во всем объеме сплава ). Выделим изображенные на рис. 60, а перцепдикулярные осп х плоскости I и 11, лежащие при значениях х и х с1х = х а 2 (где а — постоянная решетки), и рассмотрим переходы,меченых атомов С, совершаемые в единицу времени, между этими плоскостями. [c.266]

Рассмотрим теорию диффузии внедренных атомов сорта С по октаэдрическим менщоузлиям бинарного упорядочивающегося сплава А — Ц с ОЦК решеткой типа р-латуни. Ограничимся случаем малой концентрации внедренных атомов и не будем принимать во внимание их взаимодействие, а также возможность занятости соседних междоузлий. Впервые такая теория была развита в работе [1] методом средних энергий. [c.280]

Формулы (28,14) и (28,13) дают в рассматриваемом прибли5кении зависимость коэффициента диффузии внедренных атомов С от концентрации Сд атомов А и степени дальнего порядка т) сплава А — В,. При определении температурной и концентрационной зависимости В в упорядоченном состоянии сплава нужно учитывать, что от температуры и состава (без учета корреляции согласно (11,7)) зависит и степень дальнего порядка ц. [c.284]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...