Диффузионно-химическое взаимодействие

Затем наступает второй этап, когда определяющую роль вновь начинает играть кинетика реакции, на этот раз Р1, при этом продуктом реакции является более бедное кислородом соединение — СО. Это обусловлено тем, что подходящий за счет диффузии кислород в состоянии связать почти вдвое больше углерода, образуя СО вместо СО2. Поэтому в каком-то диапазоне Ту, количество подводимого окислителя превышает кинетические возможности реакции горения на поверхности Лишь при температуре поверхности порядка 2700 К при медленной кинетике реакции и 1800 К при быстрой окончательно наступает режим горения, контролируемого диффузией. Диффузионное горение относится к случаю сильного взаимодействия потока газа с материалом, когда необходимо учитывать характер течения в пограничном слое, скорости образования отдельных компонент, размер и форму тела, величины коэффициентов диффузии, а также поведение всех возможных продуктов реакции, число которых достигает десятка. Тем не менее именно на примере графита впервые было показано, что при диффузионном химическом взаимодействии механизм процесса можно приближенно описать простым выражением [c.174]

Диффузионно-химическое взаимодействие [c.211]

Образование твердых растворов и соединений между твердым и жидким металлом происходит в результате протекания диффузионных процессов в твердой фазе — атомной и реактивной диффузии — и является весьма нежелательным явлением, так как образующийся слой твердого раствора или интерметаллического соединения обычно бывает хрупким, что снижает пластичность всего изделия. Возможны также частные случаи химического взаимодействия жидкометаллической среды с компонентами твердого металла взаимодействие щелочных металлов с растворенным в твердых металлах кислородом, лития — с углеродом, серой и [c.144]

Из формулы (17.19) по аналогии с формулой для теплопередачи следует, что скорость Ш реакции определяется величиной двух последовательных сопротивлений , которые должен преодолеть газообразный реагент на пути превращения из исходного состояния в конечное диффузионного сопротивления 1 /р, определяемого интенсивностью массо-отдачи между газом и поверхностью, и кинетического сопротивления /к, зависящего от скорости собственно химического взаимодействия. Если реагент доставляется к поверхности раздела значительно легче, чем реагирует с нею, т. е. р э>й, то его концентрации у поверхности и вдали от нее равны с Со и При этом скорость реакции определяется только кинетикой процесса (значением к) и практически не зависит от условий массоотдачи. Такой режим называется кинетическим. В этом режиме интенсивность сгорания можно увеличить за счет увеличения значения к, т. е. прежде всего за счет повышения температуры. [c.154]

Все литые металлы и сплавы, не подвергнутые обработке, обнаруживают литую структуру, известную еще под названием закристаллизованная или первичная структура . Зерно закристаллизованной структуры, особенно у сплавов с образованием твердого раствора, выявляется в иных условиях травления, чем зерен-ные структуры сплавов, подвергнутых обработке. Однако в первичной структуре также могут быть выявлены границы и поверхность зерен, фигуры травления. В литых сплавах выявляют дендритную структуру, типичную для твердого раствора. Зерна по составу не однородны, при кристаллизации центральная зона (начало кристаллизации) имеет иной состав, чем внешняя часть (конец кристаллизации). Это явление называют ликвацией твердого раствора. Изменение концентрации происходит постепенно. Химическая неоднородность кристалла зависит от диффузионной способности взаимодействующих легирующих элементов. У многокомпонентных сплавов неоднородность твердого раствора определяется примесными и легирующими элементами, имеющими самые низкие коэффициенты диффузии, например фосфор в технических железных сплавах. Инертность фосфора настолько велика, что несмотря на у а-превращение и на дополнительный выравнивающий отжиг (диффузионный отжиг), первичная структура (дендриты [c.29]

КОМПОЗИЦИИ методом диффузионной сварки. Критерием степени взаимодействия служили предел прочности при растяжении композиции в направлении укладки волокон, а также средняя прочность вытравленных из матрицы борных волокон. Поскольку борные волокна имеют большой разброс частных значений прочности, то лишь средняя прочность, определенная на основе большого числа испытаний, может служить надежной характеристикой для оценки степени разупрочнения, обусловленного химическим взаимодействием. [c.79]

После образования тончайшей окис-ной пленки для продолжения процесса окисления необходимо, чтобы атомы металла и кислорода проникали через нее, т. е. с момента образования окисной пленки процессы дальнейшего окисления становятся чисто диффузионными, тогда как у чугуна с пластинчатым графитом, наряду с диффузионными процессами окисления постоянно происходят и процессы непосредственного химического взаимодействия металла с окислительной средой, проникающей в глубь металла по включениям пластинчатого графита. В силу этого окалиностойкость у чугуна с пластинчатой формой графита при одинаковых условиях эксплуатации значительно ниже, чем у чугуна с шаровидной формой графита. [c.210]

Режимам диффузионного окисления и сублимации предшествуют переходные режимы разрушения, где происходит смена одного механизма другим. Кроме того, есть и другие отличия от изложенной выше идеальной схемы разрушения. В частности, химическое взаимодействие может сопровождаться механическим отрывом частиц (эрозией) под действием сдвигающих напряжений газового потока. При разрушении многих металлов на поверхности образуются промежуточные фазы — окислы в расплавленном состоянии, которые, растекаясь по поверхности, частично экранируют ее от окислительного воздействия внешнего потока. Достаточно сложной оказывается и модель химического взаимодействия с газовыми потоками карбидов, нитридов и боридов различных элементов. Тем не менее основные черты этого взаимодействия у большинства материалов достаточно схожи между собой. [c.167]

В общем случае физико-химическое взаимодействие твердых тел при трении определяется протеканием пластической деформации поверхностных слоев. Высокие температуры являются вторым фактором, активирующим диффузионные процессы в зоне трения. [c.34]

Растворно-диффузионный спай. В результате смачивания паяемого материала расплавом припоя между ними возникает контакт — необходимое условие развития процессов химического взаимодействия. Одновременно со смачиванием происходит растворение паяемого материала в расплавлен-но.м припое, вследствие чего состав зоны сплавления меняется, пока не [c.10]

Восстановление вольфрамового ангидрида водородом— сложный гетерогенный процесс, включаюш,ий следуюш,ие элементарные стадии подвод восстановителя к реакционной твердой поверхности, сорбцию водорода твердой частицей и диффузионное проникновение его внутрь оксидной частицы, химическое взаимодействие водорода с WO3, встречную диффузию паров воды — продукта восстановления. [c.415]

Таким образом, формула (25) приведена к виду известного уравнения, описывающего растворение вещества при отсутствии химического взаимодействия с растворителем. Такое соответствие свидетельствует о достоверности выводов, поскольку в основе процесса науглероживания лежит диффузионный перенос реагента. Однако между этими формулами есть и глубокое различие, заключающееся в том, что текущая концентрация углерода в жидком металле является функцией электромагнитного перемешивания. Причем эта зависимость существенно влияет на величину концентрации углерода. Взаимосвязь процесса науглероживания и перемешивания жидкого металла характеризуется коэффициентом К формулы (29). [c.62]

Таким образом, при пайке припоем Мп, способным к химическому взаимодействию с Мк и образованию по границе шва химических соединений диффузионной пористости, температура процесса должна удовлетворять условию <д.п><пл. с [c.177]

Таким образом, важнейшие факторы. Определяющие механические свойства паяных соединений при диффузионной пайке,— состав припоя, характер его физико-химического взаимодействия с паяемым материалом, ширина паяного шва, режимы пайки и давления. [c.179]

Большое количество дефектов кристаллического строения в поверхностных слоях трущихся тел, а также повышенные температуры обусловливают интенсивное развитие диффузионных процессов, приводящих к изменению структуры, химического и фазового состава материалов. Физико-химическое взаимодействие поверхности металла с окружающей средой приводит к образованию пленок так называемых вторичных структур. Как показано в работах Б. И. Костецкого, в зависимости от природы материалов и условий трения (нагрузка, скорость, характер среды и др.) на поверхности трения могут возникать два типа вторичных структур [20]. [c.258]

Большое количество дефектов кристаллического строения в поверхностных слоях трущихся тел, а также повышенные температуры обусловливают интенсивное развитие диффузионных процессов, приводящих к изменению структуры, химического и фазового состава материалов. Физико-химическое взаимодействие поверхности металла с окружающей средой приводит к образованию пленок так называемых вторичных структур. [c.395]

Интенсивное диффузионно-химическое взаимодействие на границе раздела отчетливо обнаруживается с помощью металлогра- [c.214]

Для расщепленной, допустим в г. ц. к. кристалле, дислокации дефект упаковки — это прослойка г. п. у. решетки, для которой растворимость примесных атомов будет отличаться от растворимости в г. ц. к. решетке. При высокой температуре диффузионное перераспределение атомов происходит аналогично перераспределению элементов между двумя фазами. Такое перераспределение было названо химическим взаимодействием растянутой дислокации с растворенными атомами. Изменение концентрации вызывает уменьшение энергии дефекта упаковки и увеличение его ширины. Изменение концентрации примесных атомов или атомов легирующих элементов в дефекте упаковки расщепленной дислокации называют атмосферой Сузуки. Энергия дефекта упаковки д.у больше энергии дефекта упаковки д.у.с при наличии атмосфер Сузуки, т. е. д.у> д.у.с. Подставив равновесную ширину дефекта упаковки (55) в (54), получим выражение энергии расщепленной дислокации без р.д и с атмосферой Сузуки р.д.с [c.93]

Нами предполояшно, что структура и свойства комплексных диффузионных покрытий определяются в значительной мере характером химического взаимодействия в насыщающей смеси по диаграмме состояния. [c.146]

Результаты замеров микротвердости образцов после обжига и последующих испытаний приведены в таблице. Как видно из данных таблицы, с повышением температуры формирования покрытий у обоих сплавов увеличивается величина микротвердости и глубина диффузионного слоя, что объясняется диффузией кислорода воздуха сквозь слой незаплавившегося покрытия и химическим взаимодействием компонентов покрытия со сплавами. При этом микротвердость и глубина диффузионного слоя зависят от состава сплава. В процессе испытаний глубина диффузионного слоя увеличивается. Это происходит вследствие рассасывания первичного газонасыщенного слоя, образовавшегося в процессе обжига покрытия, и продолжающегося при температуре выдержки взаимодействия титана с компонентами покрытия. [c.155]

Методом вращающегося диска изучалась кинетика взаимодействия титана с расплавом стекла в атмосфере аргона (в стекле содержится 5% СиО), Регистрируемой величиной служило изменение электропроводности расплава в ходе химического взаимодействия, фиксируемое через 1, 2, 3, 4 ч. Приведенная на рис. 3 кинетическая кривая характерна для диффузионно-химического типа взаимодействия. Восстановление ионов меди сопровождается образованием купротитанатов в процессе гетеродиффузии, при восстановлении меди отмечается ее диффузия в металлический титан и растворение в расплаве прочих продуктов взаимодействия, электропроводность расплава уменьшается, что может быть связано с уменьшением доли электронной проводимости за счет смещения электронного баланса системы [c.228]

Исследование физико-химических свойств покрытий невозможыо без изучения кинетических процессов, происходящих при формировании системы гетерофазное покрытие—подлояжа [1 ]. Образование стеклообразного покрытия включает в себя химическое взаимодействие, растворимость и взаимную диффузию исходных компонент. При его формировании необходимо оценить склонность полученной системы к фазовому разделению и прогнозировать возможный состав фаз. В данном сообщении рассмотрены термодинамические и кинетические характеристики процесса формирования покрытия диффузионным путем. [c.14]

Использование покрытий не является единственным способом подавления реакции на поверхности раздела. Легирование упроч-нителя также позволяет изменить состав продуктов реакции. Так, например, Харден и Райт [15] обнаружили химическое взаимодействие в слоистом композите алюминий — бор, полученном диффузионной сваркой, проводившейся при температуре 873 К с различными временами выдержки под давлением 2,8 кГ/мм . Было установлено, что уменьшение прочности и модуля упругости материала начинается после выдержки в течение соответственно 3 и 5 ч оба параметра значительно снижаются, если реакция идет в течение 8 ч. Напротив, в слоистом материале А1—В4С, полученном диффузионной сваркой в тех же условиях, не было обнаружено продуктов реакции. [c.131]

Ранее к третьему классу были отнесены системы, в которых реакция между упрочнителем и матрицей приводит к образованию слоя продуктов химического взаимодействия. Для композитов, изготовляемых диффузионной сваркой, реакция характеризуется коротким инкубационным периодом, в течение которого происходит-разрушение окисных пленок на поверхности каждого компонента. Напротив, в системах псевдопервого класса окисные пленки, по видимому, достаточно стабильны, и их разрушение, делающее возможной реакцию, происходит лишь после продолжительной выдержки при повышенных температурах. Почти мгновенное разрушение пленок в системах третьего класса обеспечивает высокую однородность толщины зон взаимодействия, а спорадическое разрушение пленок в системах псевдопервого класса ведет к крайней неравномерности реакции вдоль волокна и толщины зоньг взаимодействия. Это различие в форме реакционной зоны влияет на закономерности обусловленного реакцией понижения прочно- сти при продольном растяжении. [c.155]

Соединить в монолит два яли несколько компонентов можно с помощью прокатки, горячего прессования и термокомпрессионной (диффузионная) сварки, при которой прочное соединение образуется в результате пластической деформации и физико-химического взаимодействия в поверхностных слоях колтактирующих материалов, находящихся в твердом состоянии. Пламя высококалорийного газа, сгорающего в струе кислорода, электрическая дуга не всегда могут быть использованы при создании композиционных материалов. [c.140]

На рис. 7-2 показан характер изменения скорости горения графита в потоке воздуха. Отметим разкое, экспоненциальное увеличение скорости реакции в кинетическом режиме с ростом температуры Ту . Ясно, что при вполне определенном соотношении между скоростью поступления окислителя и собственно скоростью химической реакции на поверхности должен наступить кризис в результате которого результирующая скорость разрушения уже не будет зависеть от температуры поверхности, а станет лимитироваться скоростью диффузии кислорода в пограничном слое. Этот второй режим окисления носит название диффузионного. В зависимости от давления газа в окружающей среде эта область химического взаимодействия занимает широкий температурный диапазон температура поверхности составляет от 1000 до 4000 К-Важно отметить, что в отличие от первого режима в данном случае выявляется сильная зависимость скорости разрушения от размеров тела, режима течения в пограничном слое и т. д., т. е. от тех же факторов, которые влияют на коэффициент теплообмена. Если воспользо- [c.166]

Возможные процессы физико-химического взаимодействия поверхностей трения и срьды можно разделить на две группы 1) адгезионные, обусловленные взаимодействием молекулярных полей твердых фаз (типа Вап-дер-Ваальса) 2) диффузионные, являющиеся результатом диффузии активных компонентов среды (нормальное трение) и взаимной диффузии сопряженных тел (схватывание). Без четкого разграничения этих процессов научная постановка проблемы трения при высоких температурах невозможна. [c.34]

Е[редставим себе частицу золота (или серебра), помещенную в цианистый раствор, находящийся в контакте с газообразным кислородом или воздухом. В результате химического взаимодействия, протекающего на поверхности металла, будут расходоваться ионы цианида и молекулы кислорода и, следовательно, их концентрация в близлежащих к поверхности золота слоях жидкости будет понижаться. Возникающая разность концентраций реагентов вблизи поверхности твердого тела и в толще раствора приведет к возникновению диффузионного потока ионов N и молекул кислорода из объема раствора к поверхности золотины. Е[о мере обеднения раствора кислородом новые его порции будут переходить из газообразной фазы в жидкую, восполняя таким образом его убыль. [c.75]

Приведенные в формулах (7.3) —(7.5) коэффициенты расхода исходного урана, поступаюш,его на обогаш,ение в форме гексафторида, даны без учета некоторых материальных потерь продукта, которые неизбежны в любом технологическом процессе. Такие потери (обозначим их v) имеются и на разделительном заводе. Они весьма малы и составляют десятые доли процента (у 0,005). Эти потери возникают главным образом в результате химического взаимодействия (своеобразной коррозии) гексафторида урана с кон-тактируюш,ими материалами, парами воды и пр. При этом возникают нелетучие соединения урана (например, тетрафторид урана— зеленая соль), осаждаюш,иеся на внутренних стенках оборудования разделительных заводов. Они могут быть извлечены лишь при остановках и ремонтах. С учетом потерь коэффициенты расхода необходимо умножить на 1+у. В контрактах на обогатительный сервис диффузионные заводы США принимают потери урана равными 0,5% (т. е. 7=0,005), что учитывается при возврате заказчикам отвального продукта. [c.208]

Рост объема металлов при взаимодействии с окружающей средой. Большое влияние на поведение металлов и сплавов при термоциклировании оказывает взаимодействие их со средой. Последняя сказывается не только на темпе смены температуры термоциклируемых материалов, но и может химически взаимодействовать с ними. Активные по отношению к металлу компоненты проникают в глубь образцов и образуют промежуточные фазы. Результатом диффузионного взаимодействия является создание химической неоднородности материала, что усиливает эффект неравномерности нагрева, различия теплового расширения фаз, неодновременности развития фазовых превращений и т. д. Влияние среды, в которой производится термоциклирование, проявляется по-разному. В воздухе и печной атмосфере металлы окисляются. Чугунные и стальные изделия обезуглероживаются. Выгорание хрома, [c.150]

При определенных условиях на поверхности металлов могут существовать не только адсорбированные газы, но и продукты химического взаимодействия — окислы, нитриды и другие соединения. Наличие слоев этих соединений (обычно толщиной несколько десятков ангстрем), в большей или меньшей степени сцепленных с поверхностью металла, также заметным образом отражается на процессе сублимации. Следует отметить, что влияние подобных поверхностных слоев может существенно различаться в зависимости от того, является ли образующее их соединение устойчивым в условиях сублимации или происходит его удаление по механизмам диссоциации, растворения в металле или каким-либо другим путем. Можно ожидать, в частности, что образование достаточно сплошных и труднопроницаемых в диффузионном отношении окислов на некоторых металлах должно приводить к торможению процесса сублимации. [c.429]

Массоперенос растворенных атомов (ионов) из приграничной зоны жидкой фазы в остальную жидкость с участием процессов подвода "и отвода компонентов реакции происходит по диффузионному режиму в противоположность недиффузионному (кинетическому) режиму, при котором определяющей стадией является химическое взаимодействие твердого и жидкого тела, а не скорость отвода и подвода ее компонентов. [c.7]

В [19] рассмотрена и решена задача о распределении элементов при поверхностном насыщении двойного сплава третьим элементом. Были использованы положения неравновесной терм данамики, учитывающие специфику химического взаимодействия компонентов. В этом случае диффузионный процесс описывается не одним, а четырьмя коэффициентами диффузии и системой двух уравнений диффузии [c.106]

Использование инструмента из однокарбидных твердых сплавов для обработки резанием стальных деталей, как правило, не обеспечивает высокой стойкости инструмента, особенно в условиях повышенных скоростей резания. При этом наоблюдается интенсивный химический и диффузионный износ, образование лунки на передней поверхности, а также размягчение кобальтовой связки. Добавка в сплав карбидов титана улучшает сопротивляемость сплава образованию лунки износа на передней поверхности. В работах Трента показано преимущественное химическое взаимодействие карбидов вольфрама двухкарбидного сплава с обрабатываемой сталью. В двухкарбидных твердых сплавах процентное содержание карбида титана должно быть тем выше, чем выше скорость резания. [c.182]

Иря jOTGm скорость начальной стадии определяется членом kjth (тонкая пленка, малое диффузионное сопротивление медленная стадия химическое взаимодействие), а ho мере утолщения пленки — членом fii. Уравнением (19) описывают также процессы, сопровождаемые ростом неоднородных пленок, содержащих макродефекты, например, трещины на участках поверхности с малым радиусом кривизны. Формально процесс окисления в этом случав может быть также описан уравнением [c.401]

Диффузионные покрытия образуются при взаимной диффузии (возможно, сопровождаемой химическим взаимодействием) компонентов основы и среды — источника диффувантов. В качестве последней могут выступать твердые, газовые и жидкие среды. Для покрытий этого класса характерна высокая адгезия с основой. Широкое распространение получили методы нанесения диффузионных покрытий, при которых компоненты поступают к поверхности подложки в виде паров элементов или их газообразных соединений, например галогенидов. В последнем случае диффузионному процессу предшествуют химические реакции (восстановление, диспропорционирование). Распространен, в частности, порошковый метод, в котором обрабатываемый металл или сплав загружают в порошок (пороппси) насыщающих элементов или их соединений (парофазное нанесение). В газофазном порошковом методе в смесь вводят активатор, например галогениды металлов или аммония, переносчики элементов покрытия. [c.432]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...