Диффузия по энергиям

При столкновении с атомами энергия электрона изменяется малыми порциями. Поэтому процесс рекомбинации начинается с образования сильно возбужденного атома, а при дальнейших столкновениях этого атома происходит постепенное опускание электрона на все более низкие уровни. Такой характер процесса позволяет рассматривать его как диффузию по энергии захваченного электрона и соответственно применить к нему уравнение Фоккера — Планка Л. П. Питаевский, 1962). [c.132]

Для того, чтобы перейти к анализу разрушения при ползучести, необходимо рассмотреть механизм стадии повреждаемости при длительной высокотемпературной деформации. Как известно, повреждаемость при ползучести связана с порообразованием на фаницах зерен, инициируемом коллективными дислокационными процессами. Они так или иначе зависят от термически-активируемых процессов скольжения и переползания дислокаций с развитием диффузии по дислокационным трубкам или объемной диффузии. Экспериментальные данные, накопленные к настоящему времени, позволяют составить иерархическую последовательность (рисунок 4.34) включения механизмов пластической деформации в зависимости от параметра ре, характеризующего эффективную энергию активации в терминах К. [c.316]

I - скольжение дислокаций II - переползание дислокаций, диффузия по дислокационным трубкам III - переползание дислокаций, объемная диффузия IV - приграничное скольжение Рисунок 4.34 - Последовательность контролирующих механизмов диссипации энергии при ползучести [c.318]

Энергия активации при диффузии по границам зерен Ез,г приблизительно в два раза меньше энергии активации Ез в объеме зерна, поэтому Dg.r с понижением температуры уменьшается медленнее, чем Оз, и относительный вклад диффузии по границам зерен возрастает при более низких температурах. Это характерно для всех систем. [c.167]

Наряду с объемной диффузией, которая протекает через точечные дефекты кристаллической решетки, в поликристаллическом теле имеются и дислокации, границы зерен, внутренние и наружные поверхности, через которые также протекает диффузия. В общем диффузия вдоль таких линейных и поверхностных дефектов, протекает быстрее, чем диффузия атомов через точечные дефекты в решетке кристалла. Имеются данные о том, что энергия активации диффузии по границам зерен в первом приближении равна примерно половине энергии активации объемной диффузии [62]. Вследствие более низкой энергии активации, относительное значение диффузии по границам зерен возрастает с увеличением тем- пературы медленнее, чем при объемной диффузии. [c.51]

Теория окисления металла Вагнера построена при предположении, что перенос реагирующих компонентов через оксидную пленку происходит по объемной диффузии. Из этой теории следует, что глубина коррозии зависит от времени в степени 0,5. Принципиально такой же закон окисления металла наблюдается и тогда, когда имеет место диффузия по границам зерен и дислокациям и поверхностная диффузия. Поскольку энергия активации диффузии по границам зерен меньше энергии активации объемной диффузии, то она может играть важную роль в процессах окисления при более низких температурах. [c.57]

В пластически деформированном металле возрастает скорость диффузии. Чем сильнее деформация, тем более искажается кристаллическая решетка, уменьшается энергия, необходимая для отрыва атома от узла, процесс диффузии облегчается. Поэтому диффузия гораздо интенсивнее протекает в межзеренных прослойках, чем в толще зерна, так как в них скапливаются оттесненные при кристаллизации примеси и решетка наиболее разрыхлена, особенно при разориентировке зерен на 30—65%. При меньших углах скорость диффузии по границам зерен мало отличается от скорости через толщу зерна. [c.29]

Форма полос люминесценции определяется тепловым движением Э. и отражает распределение их по энергиям, к-рое хорошо соответствует распределению частиц по энергиям в идеальном ферми-газе (см. Ферми—Дирака распределение). На этом основании совокупность Э. можно рассматривать как идеальный газ, пока их концентрация невелика, и можно пренебречь их взаимодействием. Э. диффундируют в кристалле, но коэф. диффузии D для экситонного газа много больше, чем для атомарного газа. В оксиде меди при 1,2 К /)=10 см -с (для водорода в воздухе 0,2 см -с). [c.502]

По рейнольдсовой схеме вещество транспортируется вследствие разности G- и 5-концентраций потоков смеси. В реальном течении некоторая часть этого вещества переносится за счет процесса диффузии. По рейнольдсовой схеме причиной переноса энергии является разность G- и 5-энтальпий движущейся смеси. В соответствующем реальном течении этот перенос частично осуществляется теплопроводностью. Аналогично вклад в перенос энергии, обусловленный в рейнольдсовой модели разностью кинетической энергии течения в G- и 5-состояниях, должен отличаться от того, который имеет место в реальном течении. Он характеризуется работой сил трения и связан с градиентом скорости и вязкостью (ламинарной и турбулентной) движущегося вещества. [c.225]

Верные обещанию рассказать о диффузии по возможности кратко, мы не будем доказывать реальность вакансионного механизма. Но просим поверить на слово существуют эксперименты, надежно демонстрирующие, что, как правило, вакансионный механизм диффузии доминирует в кристаллах. Именно поэтому открытые пами с помощью свободной энергии вакансии играют столь важную роль в жизни кристалла. [c.202]

Четыре слагаемых дивергентного типа, объединенные скобками, выражают подвод (или отвод) энергии в данную точку пространства благодаря конвективному переносу осредненной скоростью, турбулентной диффузии, диффузии по пространству за счет пульсаций давления, переносу турбулентной энергии по пространству механизмом молекулярной вязкости (молекулярной диффузии). [c.51]

Теоретические расчеты энергии, необходимой для перемещения атомов с помощью одного из перечисленных механизмов, также показывают, что в сплавах со структурой твердых растворов замещения преобладает диффузия путем движения вакансий. При образовании твердых растворов внедрения реализуется механизм диффузии по междоузлиям. [c.279]

Диффузия вдоль границ зерен происходит с гораздо большей скоростью, чем в объеме зерна. Это объясняется тем, что высокоугловые границы независимо от их физической модели содержат повышенную концентрацию вакансий и нарушений периодичности расположений атомов, что увеличивает вероятность атомных переходов и уменьшает энергию активации диффузии. Энергия активации диффузии по границам зерна составляет —0,5—0,7 от энергии активации по объему зерна. [c.289]

Рассмотрим диффузию по энергии тижелой молекулы г-Энергия приобретаемая или теряемая в каждом столкновении тяжелой молекулой, имеет следующий порядок величины [c.22]

Оценим коэффициент столкновительной рекомбинации. Электрон с энергией порядка температуры Т газа в поле положительного нона сталкивается с нейтральной молекулой и уменьшает свою энергию. Такой процесс носит характер диффузии по энергии, так как прн каждом столкновении энергия электрона уменьшается на весьма малую часть, а именно на тп1МТ (см. (1.46)), Чтобы рекомбинировать с ноиом, электрону, очевидно, нужно уменьшить свою энергию иа величину порядка его первоначальной энергии 7, т. е. много раз столкнуться с нейтральными молекулами. Этн столкновения, конечно, уже будут парными, так как электрон находится в связанном высоковозбужденном состоянии в поле положительного иона и движется вместе с ионом. [c.36]

BOM приближении прочность металлов при высоких температурах увеличивается с повышением их температуры плавления. Это связано с тем, что ползучесть металлов при высоких температурах совершается путем восходящего движения дислокаций, которое может осуществляться при наличии термической активации и диффузии атомов. Энергия активации процесса ползучести при высоких температурах Т по Дорну, равна энергии акти- [c.117]

Наиболее легко дифс1)узня протекает по поверхности и границам зерен, где сосредоточещ) дефекты кристаллического строения (вакансии, дислокации и т. д.). Поэтому энергия активации диффузии по границам зерен (блоков) примерно вдвое меньше, чем в объеме, т. е. при объемной диффузии. [c.28]

Если по поверхности раздела bed установить криволинейную твердую стенку русла, то получим безотрывную транзитную струю потеря напора при этом значительно уменьшит-с я. Такое снижение потерь напора объясняется тем, что касательные напряжения, возникающие вдоль установленной стенки, значительно меньше турбулентных касательных напряжений, действующих вдоль поверхности раздела. Поясненный выше отрыв транзитной струи может быть назван (несколько условно) инерционным отрывом транзитной струи от стенки русла . noivffliMO такого отрыва струи, можно различать еще отрыв транзитной струи (а в соответствующих случаях и отрыв пограничного слоя), обусловленный диффузией механической энергии поперек потока . Примером отрыва струи, вызванного поперечной диффузией механической энергии, может являться поток в сильно расширяющемся насадке (см. рис. 4-30), а также случай так называемого гидравлического [c.182]

Однако, как отмечалось в 9, существуют фазы внедрения (например, гидриды редкоземельных металлов), в которых внедренные атомы располагаются как на октаэдрических, так и на тетраэдрических междоузлиях. Поэтому представляет интерес рассмотреть диффузию внедренных атомов в том случае, когда диффузионный путь атома проходит через ряд чередующихся октаэдрических и тетраэдрических междоузлшг, в которых эти атомы имеют различную потенциальную энергию. Задача определения коэффициента диффузии атомов С в таком случае интересна в том отношении, что эти атомы при своем диффузионном перемещении должны преодолевать потенциальные барьеры различной высоты, а не одинаковой, как при диффузии по однотипным междоузлиям, в связи с чем процесс диффузии уже не может быть охарактеризован единой энергетической константой — энергией активации ). [c.253]

Из (24,11) следует, что эта формула не имеет вида (23,25), обычного для чистых (на узлах) металлов, в которых диффузия внедренных атомов проходит по междоузлиям одного типа. Таким образом, процесс диффузии по междоузлиям двух типов (с различающимися энергиями И и Иг) не может быть охарактеризован единой, не зависящей от температуры Т энергией активации Q. В выражение (24,11) входят две экспоненциальные функции от 1/Г, содержащие высоты потенциальных барьеров ДИ12 и Ды21 для переходов М - и М2 М. Поэтому график зависимости ЫО от 1/Г, согласно (24,11), не является прямой линией, как это должно быть в случае справедливости формулы (23,25), и отклонения этой кривой от прямой обусловлены наличием двух тижов междоуз- [c.257]

В связи с этим на первый взгляд может показаться странным, что экспериментальные исследования диффузии внедренных атомов в сплавах замещения приводят обычно к зависимостям 1п О от 1/Г, не имеющим значительных отклонений от прямолинейности. С этим связан тот факт, что при таких экспериментальных исследованиях понятие энергии активации в ряде случаев применяется и к диффузии по междоузлиям сплавов замещения. Как будет показано ниже, такая ситуация объясняется тем, что в реальных сплавах отклопспия от прямолинейности оказываются заметными лишь в весьма широком температурном интервале, не всегда реализуемом на опыте, или же при резких изменениях в протекании процесса диффузии, имеющих место, например, при температуре упорядочения сплавов. Нелинейные зависимости 1ц от Т были действительно обнаружены экспериментально в ряде сплавов рассматриваемого типа. [c.275]

А. Используя эти веЛ(ИЧИ НЫ и соответствующие значения энергии активации Е и расстояния I, на которое должна продиффунди-ровать вода, можно рассчитать скорость ее диффузии. Результаты таких расчетов представлены в табл. 2. Значения энергии активации соответствуют диффузии по сильно адсорбирующей поверхности (20 ккал/моль), т. е. по поверхности только что образовавшейся трещины, энергии активации молекул воды, диффундирующих по первому слою (10 нкал/моль) и в оверхподвижном слое (5 ккал/моль). Эти значения, естественно, представляют со- бой нижние пределы зне1ргий активации поверхностной диффузии. [c.103]

Концентрация вакансий ио границам зерен на несколько порядков выше их концентрации в теле зерна. Энергия, необходимая для образования вакансий, существенно меньше в искаженной кристаллической решетке на границе зерна. Мигрируя под воздействием поля напряжений, вакансии выходят из тела зерна на границу и перемещаются вдоль нее как по каналу. Коэффициент диффузии по границе значительно выше, чем в теле зерна. Мигрирующие по границам вакансии могут сливаться, образуя сдвоенные вакансии, которые более устойчивы термодинамически и более подвижны, чем одиночные. В ходе дальнейшего слияния вакансий о-бразуются их колонии, перерастающие в поры, которые можно обнаружить сначала при помощи электронного микроскопа [Л. 24], а затем и оптического (Л. 21, 22]. [c.81]

Здесь Ь — межатомное расстояние, й — линейный размер элементов структуры (в частности, зёрен), О и ( сд — коэф, и энергия активации объёмной самодиффузии. Если процесс диффузии осуществляется гл, обр. по границам зёрен и зёрна мелкие, а темп-ры ниже пред-плавильЕых, но более 0,5 Т, то диффузионная П. м., наз. ползучестью Кобла, определяется диффузией по границам зёрен [c.12]

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]

С помощью выражения (П.З) можно по данным о кинетике отжигов при нескольких температурах определить коэффициент диффузии и энергию активации движения вакансий в исследуе- мом металле. В лучших вариантах метода закалка образцов проводится в жидком гелии, что обеспечивает высокую скорость юхлаждения. [c.56]

Диффузионное перемещение атомов, по крайней мере, в случае вакаисионного механизма может быть реализовано, если в структуре металла имеются дефекты. Поэтому в общем случае естественно ожидать ускорения диффузии по мере уменьшения совершенства кристалла. Влияние дефектов структуры оказывается особенно значительным при пониженных температурах, когда энергия тепловых колебаний и флуктуация их недостаточны для активации диффузионного потока в совершенном кристалле. В этом случае начинают работать участки с дефектной структурой, в которых энергия активации процесса значительно меньше. И хотя количество таких участков может быть невелико, именно они определяют диффузионный поток при низких температурах. В этих условиях обычно наблюдаются малые значения величин Do и Q. Малая величина множителя >о объясняется относительно малым числом участков облегченной диффузии. [c.118]

Многочисленные опыты показывают, что коэффициент диффузии по границам зерна на несколько порядков (для самодыф-фузии серебра при 500° С — на пять порядков) больше, чем внутри зерна, а энергия активации примерно в два раза меньше. Границы зерен продолжают оказывать ускоряющее влияние на диффузию до весьма высоких температур, практически вплоть до температуры плавления авторадиографически это удается наблюдать для самодиффузии никеля вплоть до температуры 1370° С, которая на 100° С ниже температуры плавления для самодиффузии хрома и и<елеза — до 1200° С и выше, для диффузии вольфрама в м Ьлибдене — до 1800° С и выше. Используя экспериментальные данные о самодиффузии никеля и серебра по границам и внутри зерен, авторы [97] пришли к выводу, что нижний предел температурного интервала, когда можно пренебречь влиянием границ на объемную диффузию, составляет (0,8—0,9) Гпл, а верхний предел, когда объемный поток не искажает результаты измерения граничной диффузии, равен приблизительно (0,5—0,6) Гпл- [c.119]

Сравнительный анализ различных моделей количественного измерения диффузии по границам зерна [107] привел к выводу, что уравнение Фишера, которое наиболее широко применяется при расчете экспериментальных данных, мон<ет дать завышенное значение энергии активации диффузии по границам зерна, особенно для малоугловых границ, если в опытах не выполняются определенные условия (малое время диффузии и достаточно высокая концентрация). Наиболее точными, хотя и наименее экспериментально удобными являются теории Уиппла и Сузуока [109,110]. [c.122]

Клоцман [113] развил методику определения параметров диффузии вдоль межзеренных границ и одиночных дислокаций. Исследование с помощью радиометрического послойного анализа объемной (950—770° С), граничной (490—290° С) и дислокационной (190—100° С) самодиффузии серебра показало, что энергии активации двух последних в пределах точности опыта равны друг другу и составляют около одной трети от энергии активации объемной диффузии, а предэкспоненциальные множители на несколько порядков ниже, чем для объемной самодиффузии. По мнению авторов, это указывает на близость структуры ядра дислокации и тех областей межзеренного сочленения, в которых локализуется ускоренная диффузия, и служит подтверждением представления о кооперированном элементарном акте диффузии по структурным дефектам металлов с г. ц. к. решеткой и низкой энергией дефектов упаковки. [c.125]

Количественая оценка диффузии никеля в чугуне методом косого среза показала, что энергия активации диффузии по межфазовой границе составляет 121 кдж/г-атом 29 ктл1 г-атом). Эта величина близка к значению энергии активации самодиф-фузни железа по границам зерна 128 кдж г-атом (30,6 ккал г-атом) [114]г [c.127]

Сравнительно низкую энергию активации имеет процесс диффузии по краудионному механизму 6. В этом случае диффузия происходит благодаря небольшим смещениям каждого атома сжатого ряда вдоль направления плотной упаковки кристаллической решетки. Указанный сжатый ряд образуется в результате наличия в ряду лишнего атома (см. рис. 6.3). [c.151]

По циклическому механизму диффузионный перескок представляет собой совместное перемещение (циклическое вращение) группы атомов (например, четырех, рис. 2). Такое вращение не требует большой энергии. Этот механизм имеет место (в небольшогл числе случаев) у металлов с решеткой К12. Обменный механизм (рис. 2) является частным случаем циклического группа из двух атомов) и заключается в обмене соседних атомов. При диффузии по междоузлиям (рис. 2) атом может передвигаться скачком из одного положения в другое путем вытеснения соседнего атома из нормального положения в решетке в междоузлие или путем движения сжатых в некотором направлении атомов (краудионный механизм). Элементарный акт диффузии при вакансионном механизме осуществляется путем перемещения атома в соседнюю вакансию (рис. 2) и образования на старом месте новой вакансии и т. д. Таким образом, происходит непрерывная диффузия вакансий. [c.278]

Диффузия по вакансиям требует более высокой флуктуации энергии для перескока атома из одного положения в решетке в другое, чем при диффузии по междоузельному механизму, В связи с этим энергия активации эле.ментов, образующих с железом твердые растворы замещения, значительно больше энергин активации элементов, образующих твердые растворы внедрения (см. табл. 1 и 2). Как следствие этого диффузионная подвижность в твердых растворах замещения значительно ниже. Например, при 1000° С коэффициент диффузии молибдена в Y-железе (1,5-10 см /с) на четыре порядка ниже коэффициента диффузии углерода (1,5-10 см /с). Поэтому при диффузионном насыщении металлами (диффузионной металлизации) процесс ведут при более высоких температурах и длительно и, несмотря на это, получают меньшую толщину слоя, чем нри насыщении азотом и особенно углеродом. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...