Влияние ультразвука на диффузию

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА ДИФФУЗИЮ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, НАХОДЯЩИХСЯ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ [c.84]

Ускорение диффузионных процессов при химико-термической обработке металлов и сплавов может быть объяснено влиянием ультразвука на деформацию кристаллической решетки напряжения, возникающие в решетке, ускоряют процесс диффузии. К этому необходимо добавить косвенное влияние ультразвука, который способствует удалению с поверхности металла загрязнений, продуктов реакций и ускорению подачи свежих порций карбюризатора. [c.224]

Влияние звука на диффузию в газовых средах. Эта задача тесно связана с явлениями испарения жидкости в воздухе или возгонки твердых частиц. Рассмотрим два случая испарение со свободной поверхности и возгонка твердых частиц со сферы в воздух при воздействии ультразвука. [c.522]

Влияние ультразвука на свойства металлов и сплавов, находящихся в твердом состоянии, сводится главным образом к следующим двум эффектам 1) тепловому воздействию в результате поглощения ультразвуковой энергии и 2) уско-рению процессов диффузии. [c.84]

Результаты исследования доэвтектоидной стали сводятся к измельчению зерна феррита и перлита (рис. 2) при увеличении частоты и интенсивности ультразвука. На твердость преимущественно влияет интенсивность, повышая ее, а влияние частоты ультразвука незначительно. Из одного кристалла аустенита образуется несколько кристаллов феррита, и их рост тормозится, а при доэвтектоидном распаде перлитные пластинки феррита и цементита становятся более тонкими. При доэвтектоидной стали получаются противоположные результаты из-за увеличения скорости диффузии, приводящей к росту пластинок перлита. [c.87]

Границы зерен оказывают существенное влияние на многие свойства кристаллов, в частности на электропроводность, поглощение ультразвука, оптические свойства и т. д. Наличие границ приводит к тому, что в поликристаллах коэффициент диффузии примесей значительно больше, чем в монокристаллах. [c.114]

При формировании отливок протекают следующие процессы перемещение металла в каналах литниковых систем, развитие турбулентного и конвективного движения металла в форме, контактного и неконтактного тепло-обменов, переохлаждение расплава, зарождение и рост кристаллов, диффузия примесей, формирование новых фаз и неметаллических включений, усадка и ряд других, которые в обычных условиях затвердевания развиваются в поле только гравитационных сил и протекают без влияния на них каких-либо других воздействий. Дальнейшее развитие специальных способов литья базируется на использовании теплосиловых воздействий давления, электромагнитных полей, вибрации, ультразвука и др. При этом необходимо учитывать следующие факторы [c.10]

Для большинства процессов в металлургии особо большое значение имеет диффузия. Имеется много экспериментальных данных, показывающих, что ультразвук ускоряет диффузионные процессы в металлических расплавах и на границе с твердой фазой. Однако это явление еще теоретически не объяснено. Приемлемым можно считать объяснение, согласно которому ускорение диффузии под действием ультразвука вызывается возможностью легкого перемещения атомов из одного устойчивого состояния в другое благодаря образованию кавитационных пузырьков. При этом учитывают также влияние вторичных эффектов — акустических потоков — и повышение температуры [2, 49] или акустическое давление, вызывающее турбулентное перемещение и разрушение пограничного слоя между жидкой и твердой фазами при ускорении диффузии на границе жидкость—твердое тело. Существует мнение [49], что ультразвук уменьшает энергию активации при диффузии, чем объясняется ускоренное разрушение титанового излучателя в расплавленном алюминии. [c.46]

МГц. На более низких частотах преобладает влияние внутреннего трения. При повышении температуры внутреннее трение увеличивается и поглощение становится еще более преобладающим фактором затухания ультразвука. Кроме того, внутреннее трение может нерегулярно изменяться с изменением частоты и температуры при существовании релаксационных механизмов. На этом основано исследование структуры материалов с помощью измерения затухания ультразвуковых волн. Получаемая при этом информация в основном имеет тот же характер, что и при изучении релаксационных явлений с помощью низкочастотных методов. Могут быть изучены, диффузия, возврат. [c.45]

Исследование влияния ультразвукового поля на наводороживание стали проведено Н. И. Субботиной, А. С. Карасиком и В, В. Кузнецовым [748—7501 при постоянной частоте 24,5 кГц в условиях бегущей УЗ-волны, направленной перпендикулярно поверхности образца. Изучалось влияние ультразвука на поток диффузии водорода через мембрану из железа Армко, катодно поляризуемую с одной стороны в 1 л. растворе H2SO4, на микротвердость пластинок из железа Армко и на объем абсорбированного ими водорода (экстракция в глицерине при 50°С). Обнаружено уменьшение потока диффундирующего через мембрану водорода при облучении УЗ поляризационной стороны мембраны, и наоборот, увеличение потока при воздействии УЗ на диффузионную сторону ее. По-видимому, это объясняется облегчением десорбции 1Водорода с поверхности металла при облучении ее УЗ. Но авторы [7481 наблюдали также прекращение потока водорода на длительное время (3 ч) после 30-минутно- [c.373]

Цементация в соляной ванне с применением ультразвука. Эффект ускорения твердой цементации под воздействием ультразвуковых колебаний известен еще из прежних работ [38—40]. Влияние ультразвука на цементацию в жидкой среде (Naa Os, Na l, Si ) было впервые изучено в ЭНИИМС Е. М. Морозовой и Б. Н. Батуриным [169, 170]. Озвучивание ванны осуществлялось при помощи системы магнитострикционных излучателей с волноводами мощностью 1,5 кет и частотой 23,7 кгц. Воздействие ультразвука привело к повышению скорости цементации при 870 в 2—2,5 раза при одновременном улучшении качества цементованного слоя (мельче зерно, выше твердость). Это ускорение цементации объясняется влиянием ультразвуковых колебаний как на диссоциацию солей, так и на абсорбцию и диффузию углерода в сталь. Интенсивное перемешивание расплава солей под воздействием ультразвуковых колебаний приводит к более полному использованию углеродсодержащего компонента — карбида кремния. [c.1006]

Исследования влияния ультразвука на скорость диффузии в металлах дают противоречивые результаты. В твердых металлах и сплава.х не возникает кавитация при обработке у.льтра-звуком, являющаяся важным фактором для ускорения диффузии в жидком и полужидком состоянии металлов. По этой причине некоторые авторы считают, что диффузия не ускоряется. При исследовании самодиффузии в кадмии высокой чистоты (99,997о) по методу тонких слоев с помощью изотопа Сс1 5под действием ультразвука ие отмечено изменения коэффициента диффузии. Однако эти результаты не могут служить основанием для отрицания благоприятного влияния ультразвука на скорость диффузии. Более многочисленны примеры положительного влияния ультразвука на процессы, протекающие при твердом состоянии металлов, и ускорение диффузии. Подтверждением этого является факт создания многих лабораторных и полупромышленных установок, использующих ультразвук в этих целях. Характер воздействия ультразвука и причины ускорения диффузии под его влиянием теоретически еще ие объяснены. Предполагают [2], что под влиянием упругих колебаний атомы диффундирующего вещества могут входить в резонансные колебания и при многократных повторениях деформаций растяжения — сжатия могут выделяться из кристаллической решетки перенасыщенного твердого раствора в виде дисперсных групп. [c.85]

Хауль, Руст и Лютцов [2976] изучили влияние ультразвука на распределение фенантрена между бензином и метиловым спиртом в проти-воточной установке. Они показали, что при определенной скорости течения жидкостей облучение ультразвуком с частотой 570 кгц повышает выход на 76%. Этот результат свидетельствует о том, что облучение позволяет достичь распределения, возможного по закону Нернста, за более короткое время и с меньшим количеством растворителей. Это можно объяснить увеличением поверхности раздела вследствие повышения скорости диффузии. Однако мощность звука не должна достигать значений, при которых возникает кавитация, а следовательно, происходит эмульгирование. [c.497]

В настоящее время механизм воздействия ультразвука на химические и электрохимические процессы выяснен недостаточно. Существует лишь ряд предположений. Очевидно, что влияние ультразвука объясняется кавитационными явлениями, интенсивным перемешиванием при этом жидкости, мгновенно меняющимися перепадами температур и давлений, электрическими явлениями, возникающими при кавитации. Некоторые авторы отмечают, что ультразвук влияет на энергию дегидратации ионов, способствует преимущественной ориентации ионов и молекул, принимающих участие в электродных реакциях, уменьшению градиента концентрации разряжающихся ионов в прика-тодном слое электролита, повышению предельного тока диффузии и в целом влияет на поляризацию электрода. Ультразвук оказывает также диспергирующее и десорбирующее действие при обработке изделий в жидкостях, что может влиять на протекание собственно электрохимической 1стадии электродного процесса. [c.103]

Под воздействием ультразвука высокой интенсивности процессы старения металлов и сплавов ускоряются, а твердость их повыщается. Качественно одинаковые данные о влиянии ультразвука получены на стали, алюминиевых, медных и других цветных сплавах, независимо от сложности их состава и концентрации введенных элементов. Ускорение процесса старения объясняют влиянием ультразвуковых колебаний на кристаллическую рещетку металлов. В решетке металлов происходит многократная циклическая деформация (растяжение — сжатие), в результате чего процессы диффузии ускоряются. На стадиях старения ультразвук увеличивает число зародышей выделяющейся упрочняющей фазы. Особенностью ультразвука является то, что он, ускоряя выделение из твердого раствора суб-микроскопических фаз — упрочнителей, почти не влияет на скорость коагуляции этих фаз. Эффект воздействия ультразвука возрастает при суммировании его с влиянием температуры ускорение процесса искусственного термического старения в этом случае еще более заметно. В случае, если влияние температуры преобладает над эффектом ультразвука, ускоряется и разупрочнение, т. е. происходит коагуляция упрочняющих фаз. Упрочняющее влияние ультразвука объясняется измельчением блоков мозаики и интенсивным образованием дислокаций. [c.222]

Однако процесс дегазации металлических расплавов ультразвуком еще недостаточно изучен. Наиболее достоверной считают следующую гипотезу под влиянием ультразвука возникает в расплаве кавитация. В образованные кавитационные пустоты проникает растворенный газ. При замыкании кавитационных пузырей этот газ не успевает снова раствориться в металле и образует газовые пузырьки. У алюминия водородные атомы в этих пузырьках соединяются в молекулы. Зародыши газовых пузырьков образуются и в полупериоде разрежения при распространении упругих ультразвуковых колебаний в расплаве, так как при уменьшении давления уменьшается растворимость газов. После этого газовые пузырьки под влиянием колебательных движений коагулируют и когда достигают определенных размеров, всплывают. Ускорение диффузии под действием ультразвука тоже может стимулировать нарастание газовых пузырьков. Однако в этих условиях дегазирующее влияние ультразвука можно ожидать только тогда, когда пузырьки могут всплывать на поверхность, т. е. когда вязкость металла мала. Такие ус- ловня создаются только в металлах с постоянной вязкостью т. е. при постоянной температуре. При медленном отвердевании и малом содержании газов возможна дегазация ультразвуком. Однако обычно ультразвуковая обработка прп отвердевании приводит к появлению дополнительной пористости, так как образовавшиеся пузырьки не могут выделяться из сплава [2]. [c.52]

Влияние ультразвукового поля. Влияние ультразвукового поля на изменение хрупкости, которое происходит в процессе обезжиривания и травления стали, было изучено А. М. Гинбергом и А. П. Гориной [79]. Было установлено, что при обезжиривании в щелочном растворе (100 г/л NaOH, 50 г/уг ЫагСОз, 20 г/л контакта Петрова) наложение ультразвука в начале процесса снижает упругие свойства стали на 25— 30%. При увеличении продолжительности обезжиривания сверх 7—8 мин. упругие свойства стальных пружин начинают восстанавливаться и после 19—20 мин. достигают исходного состояния. При обезжиривании же без ультразвукового поля упругие свойства стали снижаются и не восстанавливаются. Согласно мнению указанных авторов, вначале происходит активирование поверхности стали и ускорение взаимодействия со щелочью, что увеличивает включение водорода. В течение первых 7—8 мин. обработки сталь насыщается водородом, дальнейшая диффузия водорода прекращается. Восстановление упругих свойств стали обусловлено кавитационным действием ультразвука, в результате которого происходит отсасывание водорода из стали. [c.319]

В гл. 6 (авторы П. Эгельстаф и Дж. Ринг) анализируются экспериментальные данные, касающиеся критической области. Развитие экспериментальных методов и теории позволило поднять на новый, более высокий уровень исследование фазовых переходов вообще и критаческих явлений в частности. За последние годы явления в критической области подверглись интенсивному и всестороннему изучению. Установлена связь между межмолекулярным взаимодействием и параметрами критической точки, исследованы влияние гравитационного поля на развитие флуктуаций вблизи критической точки, скорость распространения и поглощение ультразвука, сжимаемость, теплоемкость, диффузия, поверхностное натяжение и другие свойства. Полученные данные свидетельствуют о непригодности классического термодинамического уравнения состояния для описания поведения вещества вблизи критической точки. Эти вопросы рассмотрены в данной главе, однако авторы, естественно, осветили их с позиций задач настоящей книги, сконцентрировав внимание на критических явлениях в простых жидкостях. Читателю, желающему познакомиться с современной проблематикой физики фазовых переходов и критических явлений, следует обратиться, например, к книгам Р. Браута [6] и М. Фишера [7]. Кроме того, в издательстве Мир выходят в свет новые монографии по этой тематике [8,9]. [c.7]

К сожалению, как опыты Баумгартла, так и опыты Хагена, Руста и Лебовского были проведены на мертвых перепонках, так что нельзя считать исключенным, что ультразвук оказывает влияние на процессы диффузии в поверхностных слоях живых клеток. [c.559]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...