Исследование процессов диффузии

Обычно в практике экспериментального исследования процессов диффузии примесей в твердых телах используют решения уравнения второго закона Фика для одномерного случая при определенных для конкретной физической задачи начальных и граничных условиях. Рассмотрим два из наиболее распространенных типа граничных условий и соответствующие им решения. [c.205]

Подробные исследования процессов диффузии приводят к выражению [c.515]

При исследовании нестационарного перемешивания теплоносителя в пучке витых труб использовался метод диффузии от системы линейных источников тепла, впервые примененный для исследования стационарного перемешивания в таких пучках [9]. Этот метод заключается в исследовании процесса диффузии тепла от группы нагретых труб вниз по потоку. Для экспериментальных установок и участков различного масштаба обычно нагревались группы из 7 и 37 витых труб [39]. При исследовании нестационарного тепломассопереноса на пучках с 127 трубами нагревалась центральная зона из 37 витых труб. Нагрев труб осуществлялся благодаря их омическому сопротивлению при пропускании электрического тока. Создаваемая при этом неравномерность тепловыделения по радиусу пучка формирует неравномерность полей температуры теплоносителя, в качестве которого использовался воздух. Неравномерность температур частично выравнивается благодаря межканальному поперечному перемешиванию теплоносителя. Этот процесс характеризуется эффективным коэффициентом диффузии который определяется путем сопоставления экспериментально измеренных и теоретически рассчитанных полей температур в рамках принятой модели течения гомогенизированной среды, которая заменяет течение теплоносителя в реальном пучке витых труб. [c.56]

Исследованию процесса диффузии хрома, ведущего начало с 1931 г., посвящено довольно большое количество работ. Большинство из них проводилось под углом зрения изучения этого метода как антикоррозийного [3]. [c.364]

На основании исследования процесса диффузии были определены местные значения коэффициентов теплообмена, а также получены кривые разных интенсивностей теплового потока при разных числах Re и дано объяснение так называемых мертвых поверхностей (без теплообмена) на ребре со следом за трубкой. [c.161]

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗИИ, [c.7]

Исследование процессов диффузии, сорбции и проницаемости [c.191]

В заключение назовем ряд экспериментальных работ, в которых методом полного внешнего отражения исследовались состояние и параметры приповерхностного слоя зеркала. Так, в работе [45] о помощью измерения Ка-линии Си было обнаружено окисление поверхности напыленного в вакууме алюминия. В работе [64] исследованы пленки меди, никеля, германия и селена в процессе окисления на воздухе и последующего отжига в вакууме. Наличие поверхностного слоя на стекле и алюминии обнаружено авторами работы [49]. В работе [48] исследованы пленки германия и теллура различной толщины, в работе [56] — германия, золота и стекла. Результаты определения плотности пленок германия даны в работе [57]. Отметим также, что отражение рентгеновского излучения широко используется для исследования процесса диффузии в тонких пленках (см., например, работу [36]). [c.40]

Кинетическое уравнение (33.15) находит широкое применение в практических задачах. Оно используется, в частности, при исследовании процессов диффузии, теплопроводности и т. д. Обычно уравнение Больцмана не решается точно, и поэтому приходится прибегать к различным приближениям. Многие трудности при решении связаны с интегралом, стоящим в правой части уравнения (33.15). [c.227]

Для исследования процессов диффузии применяют металлографические, химические и физические способы. В последнее время все большее место занимают методы с применением радиоактивных изотопов, которые имеют особо важное значение для исследований само-диффузии. Обстоятельные измерения параметров процессов диффузии имеются только для металлов, потому что у них коэффициенты диффузии относительно велики и имеют большое практическое значение. [c.235]

Тамман предложил ряд практических методов для исследования процессов диффузии и ввел понятие температуры начала заметной диффузии. Температурная зависимость скорости диффузии имеет экспоненциальный вид. Эта экспоненциальная форма является причиной довольно резкого разграничения температурной области, так что понятие температуры начала диффузии имеет известный смысл и очень оправдало себя практически. [c.235]

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗИИ В ОКИСЛАХ МЕТАЛЛОВ [c.227]

Для исследования процесса диффузии кислорода и электролита через тонкие слои консистентных смазок был выбран полярографический метод с использованием платиновых электродов, так как платиновые электроды дают возможность наблюдать процесс диффузии неискаженным коррозионными процессами взаимодействия электрода с кислородом, электролитом и материалом смазки. [c.242]

Развитие процесса химико-термической обработки неразрывно связано с и.менами отечественных ученых. В 1837 г. выдающемуся русскому металлургу П. П. Аносову впервые удалось осуществить газовую цементацию. Основоположником процесса азотирования является русский ученый Н. П. Чижевский, который в 1913—1915 гг. провел подробное исследование процесса диффузии азота в сталь. [c.192]

Методы исследования процессов диффузии подразделяют на две группы. [c.314]

При исследовании процесса диффузии серебра в меди и в цинке установлена зависимость скорости диффузии по границам зерна от ориентировки соседних зерен. С [c.317]

Рис. 1, Схема установки для исследования процесса диффузии среды в полимер

Исторически изучение процессов диффузии велось в направлении создания на основе экспериментальных результатов моделей, которые давали бы возможность предсказывать протекание процесса диффузии путем теоретического анализа. Для технологов конечной целью исследования процесса диффузии являлась возможность расчетным путем определять электрические характеристики полупроводниковых приборов на основе технологических параметров процесса. Диффузионные модели развивались с позиции двух основных приближений 1) теории сплошных сред с использованием основных уравнений диффузии и 2) атомистической тео- [c.283]

В настоящее время методы газовой хроматографии нашли применение при определении характеристик широкого круга физико-химических процессов (определение упругости пара, скрытой теплоты парообразования, коэффициента диффузии), а также состава продуктов горения и термического разложения при исследовании процесса горения топлива. При исследовании рабочих процессов в тепловых двигателях наибольший интерес представляет использование хроматографических методов для определения как качественного, так и количественного состава газовой смеси. [c.302]

К числу экспериментальных методов исследования процессов теплопроводности относится метод аналогии. При этом исследование тепловых явлений заменяется исследованием аналогичных физических явлений, которые, хотя и различаются по физической сущности, подчиняются одинаковым закономерностям и, следовательно, описываются одинаковыми дифференциальными уравнениями и условиями однозначности. В частности, аналогичны явления теплопроводности, диффузии, электропроводности и движения жидкости при ламинарном режиме. [c.192]

Исследование по установлению зависимости времени полной диффузии гелия, поданного в полость изделия, от степени откачки проводили на змеевике диаметром 22 мм, длиной 9,2 м в цилиндрической камере объемом 0,4 м . В змеевике и камере со стороны, противоположной месту откачки, устанавливали калибровочные течи и производили откачку до различного остаточного давления, после чего в них подавали гелий до давления 1,96 10 Па. Через определенные промежутки времени регистрировали течи по отсчету тече-искателя до установления стабильности отсчета, свидетельствующего о завершении процесса диффузии гелия в полости испытуемых емкостей. [c.98]

Детальные исследования влияния знакопеременных нагрузок на процессы диффузии в переходных слоях биметалла проводили на двух сериях образцов, одни из которых подвергали нагреву до 600° С и выдержали при этой температуре в течение 1 ч, а другие после нагрева нагружали знакопеременным изгибом. При этом изучали перераспределение хрома, никеля и титана в переходном слое. Данные микрорентгеноспектрального исследования переход-нрй зоны биметалла, подвергнутого нагреву до 600° С, показали. [c.81]

Выше уже отмечалось, что кинетическая совместимость волокон и матрицы определяется процессами диффузии, скоростями химических реакций между ними, а также скоростями растворения или роста новых фаз. Исследование кинетики взаимодействия в металлических композиционных материалах необходимо для рационального выбора комбинации матрица — волокно, определения оптимальных параметров получения композиций и оценки их времени эксплуатации. [c.67]

Температурная зависимость кинетики роста трещин не установлена, хотя такие измерения могут быть полезными при исследовании процессов в жидких металлах. В работе [160] установлена температурная зависимость охрупчивания металла твердым кадмием и получено значение кажущейся энергии активации 56,7 кДж/моль. В результате сделан вывод, что эта величина может служить доказательством того, что диффузия кадмия в твердом состоянии есть стадия, контролирующая скорость процесса. Однако зависимости v от К не были определены, поэтому сравнения не могут быть сделаны при одинаковых скоростях роста трещин. [c.405]

Бурке и Шуман 100], развивая дальше этот анализ, предположили, что при сгорании в условиях естественной конвекции частица окружена застойной пленкой , между границами которой и происходит процесс диффузии толщина указанной пленки, согласно исследованиям Райса, принималась зависящей от размеров частицы и скорости потока по формуле [c.150]

Назначение. Изучение физических свойств металлов и сплавов. Выполнение исследовательских работ по совершенствованию металлургических процессов исследование при помощи меченых атомов процессов диффузии при плавке металлов и их химико-термической обработке, износа трущихся поверхностей, стойкости инструментов, структурный анализ сплавов с помощью рентгеновских лучей при отсутствии специальной рентгеновской лаборатории организация и выполнение контроля качества сварных швов, диффузионных процессов, различных технологических процессов и определение внутренних дефектов и [c.176]

Ограничимся сначала простейшим случаем, когда можно принять, что единственной двихкущей силой направленной диффузии является градиент концентрации диффундирующих атомов, и рассмотрим изотропное тело, все участки которого находятся в одинаковых (не считая не-одпородпостей состава) физических условиях. В этом случае опыты, проведенные па первоначальной стадии исследования процессов диффузии, привели к установлению так па.зываемого первого закопа Фика [c.235]

Метод рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) используют при исследовании процессов диффузии (объемной, поверхностной, граничной) и влияния на эти процессы различных факторов (примесей, структуры, напряжения) изучении химического состава субмикроскопических зон, возникающих при дисперсионном упрочнении сплавов изучении распределения примесей у границ зерен и распределения легирующих элементов, минеральных включений и т. д. [c.496]

Широкое распространение получил метод меченых атомов. Применение радиоактивных изотопов сильно расширило возможность исследования процессов диффузии, позволило упростить и значительно ускорить диффузионные измерения. Впервые стало возможным непосредственное определение параметров са-модиффузии, измерение диффузии в микрообъемах, малых значений коэффициентов диффузии, определение параметров диффузии без разрушения образца. [c.89]

Начало наиболее перспективному на наш взгляд направлению исследований процессов диффузии вблизи 1фитических точек двойных жидких смесей положили работы 15-7]. Авторы этих работ рассматривали с единых теоретических позиций кинетические и равновесные свойства, и справедливо утвервдают, что наиболее полную информацию о равновесных и кинетических свойствах смеси вблизи критической точки может дать подход, основанный на первоначальном анализе уравнений потока и последующем поиске асимптотических стационарных решений. [c.99]

При исследовании процесса диффузии нужно было установить характер распределения кремния в твердом растворе термоциклированных [c.49]

Металлами, которые подвергаются травлению, являются главным образом различные углеродистые стали, поэтому почти все исследования процесса диффузии водорода и проводились преимущественно с углеродистыми сталями. Изменение механических свойств стали при травлении ее в кислоте Ку-клин 1 впервые объяснил абсорбцией водорода металлом. Это объяснение было подтверждено другими исследователями. В частности. Дубовой и Романов - изучая изменение механических свойств стали при различном содержании в ней водорода, нашли, что пластические свойства металла изменяются в зависимости от количества поглощенного водорода. Сеттон установил, что твердые углеродистые стали наводо-роживаются больше и становятся более хрупкими, чем мягкие стали. [c.110]

Система, состоящая из капель или пузырьков (ламинарный режим). Перенос массы в каплях или пузырях имеет большое практическое значение в самых разнообразных процессах. Это связано с тем, что в каплях или пузырях, так же как и в пленке жидкости при пленочном течении, подвижная поверхность раздела фаз способствует значительной интенсификации массообмена. Конвективная диффузия па подвижной поверхности контакта фаз протекает в более благоприятных условиях, чем на поверхности раздела жидкость - твердое тело. Этим обусловливается широкое использование элементарных актов переноса массы через поверхность раздела капель или пузырей в различных промышленных процессах процесс экстрагирования из жидкой фазы проводится из капель, процессы абсорбции, хемосорбции, ректификации и з .д. проводятся в колонных аппаратах в интенсивньзх режимах взаимодействия контактирусмых фаз, представляющие собою систему капель или пузырей. Ьолыпая част ь работ посвящена исследованию конвективной диффузии в стационарных условиях [38]. В интенсивных режимах, в которых член, ответственный за нестационарность, соизмерим с конвективным членом, необходимо решать полные уравнения нестационарной диффузии. [c.32]

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]

В заключение разделов о диффузии внедренных атомов в металлах и сплавах отметим еще некоторые направления теоретических исследований в этой области. Систематическое рассмотрение процессов диффузии в фазах внедрения, в которых диффузионное перемещение атомев па узлах возможно в большинстве случаев благодаря тепловым вакансиям, а па междоузлиях обусловлено главным образом структурными вакансиями в под-решетке междоузлий, привело к созданию модели дырочного газа , широко применяемой к сплавам внедрения [18 — 22]. В рамках этой модели были проанализированы возможности различных механизмов диффузии внедренных атомов, в частности, механизма, при котором внедренный атом мон ет совершать переходы и в тепловые вакансии на узлах с последующим переходом в другую структурную вакансию на междоузлиях [19]. Исследовано было такн е влияние ближнего порядка в сплавах внедрения и концентрации сруктурных вакансий на параметры самодиффузии внедренных атомов [21]. [c.319]

Исследование свойств покрытий, большинство которых в момент наплавления представляет собой пиросуспензии или пирозоли, позволило разработать основные принципы регулирования свойств расплавов или пиросуспензий и найти физико-химические закономерности образования покрытий из расплавленного состояния. Установлены некоторые общие закономерности зависимости жаростойкости покрытий от скорости процессов диффузии, развивающихся на границе раздела покрытие—тугоплавкий металл. Показано, что скорость процессов диффузии атомов одного и того же элемента определяется свойствами соединений, в которые входит рассматриваемый элемент. [c.4]

Исследование способов, позволяющих замедлить рост зоны взаимодействия, является очень важным аспектом проблемы разработки практически ценных композитов. Как указывалось выше, матрицы, представляющие иаибольший практический интерес, обычно более реакционноспособны, чем матрицы, на примере которых демонстрировали справедливость теорий композитов. Проблема дополнительно осложняется тем обстоятельством, что композиты с металлической матрицей особенно нужны для эксплуатации при повышенных температурах. Исследование кинетики диффузионных процессов и выяснение механизмов диффузии являются основными условиями для построения строгой теории поверхностей раздела и для решения с ее помощью проблемы получения требуемых характеристик поверхности раздела. Исследование процессов и механизмов диффузии необходимо проводить применительно к той области толщин реакционной зоны, которая характерна для практически ценных композитов часто это означает, что объектом исследования должны стать зоны толщиной менее 1 мкм. Рост реакционной зоны, особенно в характерных для композита условиях стеснения, нередко приводит к изменению механизма диффузии. Рэтлифф и Пауэлл [30], например, наблюдали изменение механизма диффузии при взаимодействии между титановыми сплавами и карбидом кремния при толщине зоны 10 мкм и связали его с появлением новых продуктов реакции. Хотя столь большая толщина находится за пределами интересующей нас области, эти данные подтверждают изменение механизма диффузии на поздних стадиях роста реакционной зоны. Впрочем, могут иметь место и более тонкие изменения, обусловленные увеличением концентрации вакансий. [c.29]

Одним из этапов процесса обезуглероживания является диффузия углерода в феррите. Известно, что легирование феррита хромом резко замедляет процессы диффузии в нем элементов внедрения, в частности, углерода. Поэтому можно предположить, что повышение водородостойкости хромистых сталей происходит не только за счет наличия в них стабильных карбидов, но и вследствие влияния хрома, растворенного в феррите, на скорость диффузии углерода. Для проверки этого предооложения были поставлены специальные исследования и определено влияние отдельных легирующих элементов (вольфрама, ванадия, ниобия и титана) на длительную водородную стойкость стали с 0,16 -0,18% С и связь между фазовым составом, механическими свойствами и водородостойкостью сталей под давлением водорода 800 атм при температуре 600. [c.157]

В Лаборатории высокотемпературной металлографии Института машиноведения разработана методика применения телевизионных анализаторов изображения типа Quantimet и РМС для исследования особенностей пластической деформации и разрушения биметаллических материалов. Использование этой методики позволило с большой точностью производить подсчет числа полос скольжения, возникающих на поверхности образцов при их нагружении, измерять длину возникшей усталостной трещины и площадь пластической деформации, развивающейся в ее вершине, а также исследовать процессы диффузии элементов через границу раздела слоев биметалла и производить измерение отпечатков ин-дентора при исследовании микротвердости [1]. Все указанные измерения проводились на образцах после их извлечения из рабочих камер испытательных установок. [c.11]

Радиоактивные изотопы и ядерные излучения находят широкое применение а) в научных и технологических исследованиях, имеющих целью раскрытие механизма различных физикохимических процессов, анализ содержания весьма малых примесей в чистых и сверхчистых материалах, исследование механизма и скоростей процессов диффузии, строения вещества и др. б) при проведении геофизических работ, в геологоразведке, при добыче нефти, газа, а также других полезных ископаемых в) при организации контроля, а также механизации и авто-хматизации производства г) для борьбы с вредными последствиями зарядов статического электричества, и т.д. [c.75]

Кроме того, при выборе припоя учитывалась возможность совмещения или максимально возможного приближения температурного интервала сплавления с режимами термообработки основного и плакирующего металлов, лежащих в интервале температур 950— 1000 °С. Максимальная температура пайкосварки строго ограничивалась и, как показали опыты, не превышала 1020 °С. Предварительные исследования с тщательным металлографическим контролем пайкосварных образцов свидетельствовали о возможности ведения процесса пайкосварки с применением указанных припоев в интервале температур 980—1020 °С. Изучение микроструктуры пайкосварных соединений показало, что процесс диффузии припоя по границам зерен происходит сравнительно равномерно на глубину 0,1—0,22 мкм. [c.82]

В связи с этим весьма перспективны М оказывается исследование процессов радиационного теплообмена с помощью метода электрического моделирования [Л. 89, 147, 148, 174—176, 384, 378, 385], Метод электромоделирования, основанный на математической аналогии уравнений, нашел также широкое применение при решении различных дифференциальных уравнений теории теплопроводности, диффузии и других аналогичных уравнений математической физики [Л, 178, 180]. Были также предложены различные электрические схемы и для решения систем линейных алгебраичеоких уравнений [Л. 177, 178, 180], а также интегральных и интегро-диф-ференциальных уравнений [Л. 179]. [c.281]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...