Основные закономерности диффузии

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДИФФУЗИИ [c.58]

Если скорость электрохимической реакции определяется стадиями массопереноса, то возникает концентрационная поляризация. Кинетика процесса в этом случае лимитируется диффузией, основные закономерности которой будут рассмотрены ниже. [c.79]

Основные закономерности электрохимической кинетики. Понятие о концентрационной поляризации и предельном токе диффузии. [c.118]

Вопрос о природе роста зерен исследован неоднократно. Как свидетельствует теоретический анализ [62], рост зерен при СПД не может происходить за счет коалесценции зерен, а осуществляется путем миграции границ, причем наблюдается увеличение их подвижности в процессе деформации. Развитие этих представлений в работах [59, 63] позволяет полагать, что рост зерен в СП материалах связан с повышением подвижности границ зерен вследствие ускорения зернограничной диффузии при образовании неравновесной структуры границ во время деформации (см. также 2.2.3), а движущей силой этого процесса, как и при нормальном росте зерен, является уменьшение поверхностной энергии границ зерен. Исходя из этих положений, удается объяснить основные закономерности кинетики роста зерен, наблюдаемые экспериментально. В пользу этих пред- [c.27]

Описанные опыты открывают, таким образом, возможность анализа основных закономерностей распространения атомов жидкого адсорбционно-активного металла по вновь образующимся в ходе деформации и разрушения поверхностям и роли объемной диффузии в связи с эффектом потери прочности металлов под действием металлических расплавов. Однако в условиях этих опытов картина сильно усложняется трудностью учета характера напряженного состояния образцов, ветвлением трещин и некоторыми другими обстоятельствами. В частности, следует подчеркнуть, что трещина, хотя и проходит в глубь пластины на большую часть ее толщины б, в опытах на изгиб не становится все же сквозной. Более того, вершина трещины, особенно в случае галлия на цинке, может идти под поверхностью пластины, заметно опережая видимый ее ход на поверхности цинка,— об этом свидетельствуют картины, отчетливо наблюдаемые визуально на стенках трещины после того, как рост трещины под действием жидкого металла полностью прекратился, и пластина окончательно разорвана затем достаточно большими напряжениями, отвечающими прочности цинка в обычных условиях. [c.253]

Третий процесс при химико-термической обработке — диффузия адсорбированных атомов от поверхности в глубь изделия. Адсорбция протекает очень быстро, а диффузия идет медленно. Так как глубина зоны измененного состава [диффузионной зоны) и распределение концентрации внутри нее зависят главным образом от развития диффузии, то при анализе химико-термической обработки основное внимание уделяется закономерностям диффузии. [c.357]

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗИИ В МАТЕРИАЛАХ [c.16]

Основные закономерности процессов диффузии в материалах [c.17]

Встречная диффузия ионов металла и кислорода протекает в электрическом поле. Это означает, что уравнения кинетики и ее основные константы могут быть выведены, исходя из электрических параметров и закономерностей величин ионной и электронной проводимости, чисел переноса ионов и электронов, закона Ома. [c.53]

Объяснение наблюдаемых закономерностей изменения скорости диффузионных процессов при деформировании полимерных образцов с учетом влияния температурного фактора может быть осуществлено на основе представлений об изменении параметров свободного объема или термодинамических параметров, характеризующих энергетическое состояние системы. При этом основной задачей следует считать установление количественных зависимостей между параметрами процессов, оцененных независимо при исследовании деформации полимеров и диффузии низкомолекулярных веществ в полимерах. [c.88]

Общие закономерности диффузионного взаимодействия разнородных тел подробно рассмотрены в многочисленных монографиях, посвященных этому вопросу (см., например, [32, 44]). Однако закономерности диффузионного взаимодействия применительно к созданию диффузионных слоев практически не рассматривались исключение составляет монография [69], в которой была предпринята попытка восполнить этот пробел. К сожалению, малый тираж очень быстро превратил эту монографию в библиографическую редкость. В связи с этим ниже будут рассмотрены основные задачи диффузионного взаимодействия среды с твердым телом, наиболее часто встречающиеся при создании диффузионных слоев при этом не будем касаться атомного механизма диффузии, а ограничимся макроскопическим описанием. [c.93]

В первой части (гл. 1—11) освещены известные, классические представления о строении кристаллов и. их свойствах. Изложены основные положения о симметрии кристаллов и о типах кристаллических решеток. Далее автор переходит к описанию термических и калорических свойств кристаллов и квантовомеханическому расчету теплоемкости кристаллов по Эйнштейну и Дебаю. В книге подробно развит термодинамический метод анализа важнейших свойств кристаллов, в особенности, для определения условий фазовых равновесий и полиморфных превращений. Последовательная термодинамическая трактовка проходит через все разделы книги и составляет в известном смысле ее логический стержень. Наряду с термодинамическими расчетами в ряде случаев используются методы, основанные на приближенной оценке межатомных взаимодействий. В этих главах сообщаются также элементарные сведения о кинетических закономерностях важнейших процессов, происходящих в кристаллах, в том числе—о процессах диффузии. Наконец, дается представление о реальной структуре кристаллов и о видах структурных дефектов. [c.11]

Значение показателя степени п меняется в довольно значительных пределах (по данным работы [141], от 1,5 до 3, а по данным работы [142], от 1 до 3), причем эти изменения наблюдаются не только в различных системах, но и в пределах каждой системы металл—углерод с изменением температуры. Экспериментально во многих работах [143—145] установлено, что при реакционной диффузии довольно часто кинетические уравнения не являются уравнениями квадратичной параболы (п = 2), как этого требует теория, когда весь процесс лимитируется чисто диффузионным звеном. Это объяснимо, если учесть, что на рост слоев при реакционной диффузии влияет ряд факторов, к основным из которых могут быть отнесены скорости твердофазных химических реакций, поступление активных атомов (или ионов) в диффузионную зону, структура образующейся фазы, кристаллографические перестройки. Эти факторы, подчиняясь другим кинетическим закономерностям, могут существенно влиять на общий ход процесса реакционной диффузии. [c.141]

Анализ закономерности распространения жидкого металла по поверхности керамики показывает, что основными факторами, воздействующими иа этот процесс, являются отношение между поверхностными энергиями твердого и жидкого материалов и на их межфазовой границе микрорельеф твердой поверхности характер среды, в которой находится контактирующий металл температура растворимость жидкого металла в керамике и скорость объемной диффузии атомов расплава физические свойства жидкости (плотность, вязкость и др.) энергия активации поверхностной диффузии и некоторые другие факторы. [c.140]

Процессы кристаллизации, связанные с образованием новых растворов в твердом состоянии и наличием различных модификаций компонентов, происходят с теми же закономерностями, что и при кристаллизации жидких растворов. Основное отличие-превращений твердых растворов от жидких растворов состоит в том, что скорость диффузии в твердых растворах значительно меньше из-за малой подвижности атомов. Фазовые превращения в твердом состоянии протекают с более значительным отступлением от равновесных температур, т. е. твердые растворы склонны к значительным переохлаждениям и неравновесным состояниям. Этими особенностями твердых растворов пользуются на практике для получения фазовых составляющих с высокой степенью дисперсности и для изменения физических и механических свойств сплавов. [c.78]

Наблюдаемое увеличение времени до растрескивания с увеличением глубины обезуглероживания стали при коррозии под напряжением в работе [197] объясняется только увеличением времени, необходимого для проникновения водорода к основному металлу в зоне разрушения и достижения в этой зоне определенной концентрации водорода. Однако объяснить полученные закономерности только диффузией водорода через обезуглероженный слой к слоям стали с мартенситной структурой затруднительно. [c.150]

Полуэмпирические теории турбулентности строятся на основе аналогии между турбулентностью и молекулярным хаосом. В них основную роль играют такие понятия, как путь перемешивания (аналог средней длины свободного пробега молекул), интенсивность турбулентности (аналог средней скорости движения молекул), коэффициенты турбулентной вязкости, теплопроводности и диффузии. На основе той же аналогии делается предположение о существовании линейной зависимости между тензором турбулентных напряжений и тензором средних скоростей деформации, а также турбулентным потоком тепла (или пассивной примеси) и средним градиентом температуры (или концентрации примеси). Эти предполагаемые зависимости дополняются затем еще некоторыми гипотетическими закономерностями, общий вид которых устанавливается с помощью качественных физических рассуждений или же просто подбирается наудачу из соображений простоты. Далее принятые предположения (или какие-либо простые следствия из них) проверяются на эмпирическом материале, и при этом попутно находятся значения неопределенных постоянных, входящих в используемые полуэмпирические соотношения. Если результаты проверки оказываются удовлетворительными, то полученные выводы распространяются на целый класс турбулентных течений, родственный тем, к которым относились выбранные для проверки теории эмпирические данные. [c.19]

Реальный процесс дегазации происходит в /кидкости, в которой соответствующим образом распределена совокупность стабильных пузырьков, и чтобы построить теорию этого процесса, необходимо закономерности, касающиеся поведения одиночного пузырька в поле ультразвуковых колебаний, обобщить на указанную совокупность пузырьков. Основная задача, по-видимому, сводится к расчету скорости дегазации и величины квазиравновесной концентрации на основании данных о распределении пузырьков и их поведении. Но столь общая постановка задачи невероятно громоздка, ибо изменение концентрации газа в жидкости обусловлено различными по своей природе эффектами ее можно разумно упростить, если вспомнить, что истинная дегазация, т. е. выделение растворенного газа и понижение его концентрации в жидкости до значений, меньших равновесного, происходит только за счет диффузии. В этой связи наиболее интересно рассмотреть именно этот эффект применительно к заданной совокупности пузырьков. [c.319]

При оценке эффективности работы брызгальных бассейнов широко использовались исследования в лабораторных и натурных условиях, где устанавливались закономерности изменений параметров воды и воздуха [16, 17, 23, 29]. Были разработаны методики расчета и соответствующие программы, пригодные для использования в инженерной практике. Общая расчетная схема относится главным образом к области стабилизированных аэротермических характеристик, т. е. относится к брызгальному бассейну большой протяженности и, в частности, к концевой его части, которая отличается малой активностью и малыми энергетическими потенциалами. В этих же работах рассматривается гидродинамика ламинарного потока при наличии легкопроницаемой шероховатости, рассчитаны профили скорости и трения в потоке, установлена плотность распределения частиц, их снос потоком и соответствующие профили. Показано, что трансформация поля скоростей определяется действием трех механизмов торможением частицами основного потока, диффузией кинематической энергии от свободного потока в результате трения между слоями жидкости, переносом кинетической энергии свободного потока частицами при их движении от быстрых слоев течения к замедленным. [c.28]

Приведенные в работе данные, их обобщение и анализ представляют основу для дальнейшего развития как теоретических, так и экспериментальных исследований в области а) разработки новых физических моделей процесса хрупкого разрушения, основанных не на традиционных схемах неоднородности дислокационной структуры, а за счет реализации различного рода локальной неоднородности распределения ансамбля кластеров из точечных дефектов различной мощности и природы б) изучения основных закономерностей эволюции дислокационной структуры при испытаниях на длительную и циклическую прочность и физической природы усталости металлических и неметаллических материалов в различном диапазоне напряжений и температур в) расшифровки и интерпретации данных по низкотемпературному внутреннему трению металлических и неметаллических материалов и идентификащи их механизмов с учетом возможного влияния чисто методических эффектов (обусловленных спецификой метода и режима испытаний) на характер получаемой информации, а также выявления физической природы механизма старения материала тензодатчиков в процессе их эксплуатации г) получения количественной информации о кинетике, механизме и энергетических параметрах низкотемпературной диффузии (энергии образования и миграции вакансий и междоузлий, значения их равновесных концентраций и др.) д) развития теоретических основ и соз- [c.8]

Наличие полей искажений вокруг растворенных атомов вызывает их взаимодействие друг с другом. Однако как показал Крюссар оно уменьшается пропорционально шестой степени расстояния между атомами и поэтому происходит только локально, между ближайшими соседями. Миграция растворенных атомов в результате существования градиента энергии искажений происходит до тех пор, пока ее не сбалансирует обратная диффузия, обусловленная градиентом композиции. Полученный эффект от взаимодействия растворенных атомов можно использовать для анализа в том случае, если предположить справедливость основных закономерностей для регулярных растворов. В основном эта операция рассчитана для взаимодействия полей напряжений между растворенными атомами. [c.310]

Основные закономерности кавитационного разрушения поверхностных пленок установлены достаточно определенно. Известно, что удаление пленок происходит не только вследствие эрозии под действием микроударных нагрузок, возникающих при захлопывании кавитационных пузырьков, но и в результате действия пульсирующих пузырьков, стабильно существующих в звуковом поле в течение длительного (но отношению к периоду колебаний) времени. Установлена взаимосвязь между интенсивностью кавитационного разрушения твердых тел в звуковом поле и физическими свойствами жидкости, а также параметрами звукового поля. Имеются прямые экспериментальные исследования [23], показывающие, что при воздействии ультразвуковых колебаний уменьшается толщина пограничного слоя вследствие образования в нем вихревых микронотоков, а это приводит к ускорению протекания процессов диффузии и массообмена в пограничном слое и, следовательно, облегчает растворение пленки загрязнений, а также улучшает условия химического взаимодействия загрязнения с моющей жидкостью. [c.169]

Накоплен обширный экспериментальный материал об основных закономерностях дегазации в звуковом поле, а также о некоторых сторонах механизма этого процесса. Наличие таких данных позволяет разумно подойти к выбору диапазона частот и интенсивностей звуковых колебаний для каждой конкретной системы. Однако некоторые вопросы до сих пор остаются невыясненными. В частности, значительную трудность представляет количественная оценка влияния взаимодействия пузырьков в звуковом поле на скорость их выделения из жидкости. Что касается диффузионного механизма процесса, то строгое математическое его рассмотрение сводится к решению задачи о нестационарной диффузии газа в колеблюш,ийся пузырек, средний радиус которого изменяется во Бремени. Изложенные представления о механизме процесса дегазации для упрош,ения задачи основаны на предположении о независимости различных его стадий. В действительности же эти процессы идут параллельно, поэтому все полученные оценки до известной степени являются приближенными. [c.333]

Перенос массы во внешней фазе осуществляется конвективной и молекулярной диффузией. Основные закономерности этого переноса, рассмотренные ранее (см. гл. 15), обусловлены образованием вблизи поверхности твердой фазы диффузионного пограничного стюя т олщиной 5д (рис. 19-1), в котором преобладает молекулярный перенос. За пределами этого слоя в переносе массы доминирует конвективная диффузия. Профиль концентраций по толщине слоя 5д криволинеен. Однако, приближенно приняв его линейным, можно описать поток массы д с помощью уравнения массоотдачи [c.178]

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]

При введении в сплав компонента, устойчивого по отношению к данному электролиту и дающего твердый pa TBOip с основным коррозионно-неустойчивым металлом, в условиях отсутствия заметной диффузии в сплаве его коррозионная устойчивость резко возрастает при вполне определенных соотношениях компонентов. Скачкообразное повышение коррозионной устойчивости — граница устойчивости наблюдается при содержании более устойчивого компонента в количестве п/8 атомных долей, где л —целое число. Значение п для данного сплава зависит как от вводимого компонента, так и от состава электролита. Эта закономерность обычно именуется правилом /г/8 [Л. 16]. [c.41]

Для объяснения наблюдаемых в практике кинетических закономерностей рост тонких окисных пленок на металлах предложен ряд теорий, основанных на развитии идей Вагнера. Суть этих идей состоит в том, что перенос вещества через окисную пленку может осуществляться благодаря градиенту концентрации вещества по толщине окисла и градиенту электрического потенциала. Наиболее универсальной для тонких пленок является теория Кабрера и Мотта, которая распространяется на область низких температур, когда диффузия ионов сквозь окисную пленку весьма затруднена. Основная физическая идея теории состоит в том, что при образовании на поверхности окисной пленки хемисорбирован-ного кислорода в окисле возникает электрическое поле, появление которого значительно облегчает миграцию катионов к границе окисел - газ. [c.11]

Отмечают закономерную связь между уменьшением параметров кристаллической решетьси и эффектом повышения жаростойкости. Очевидно, что внедрение в структуру шпинели новых катионов с меньшим ионным радиусом будет уменьшать параметры решетки и затруднять диффузию ионов кислорода и основного металла. [c.64]

Кроме того, было исследовано. влияние на проницаемость и скорость диффузии давления жидкой среды в деформированных полимерных образцах. Характер влияния этих факторов в закри-тической области деформации сравнивали с закономерностями, наблюдаемыми в докритической области. При этом исходили из предположения, что если с увеличением давления жидкой среды возрастает скорость ее проникания через образец полимера, то механизм проницаемости обусловлен не только активированной диффузией, а в основном фазовым потоком жидкости по субмикро-и микродефектам структуры полимера. [c.95]

Рассмотренные закономерности показывают, что при рещешвд задачи, относящейся к диффузионному взаимодействию материала подложки с материалом покрытия, необходимо рассмотреть по крайней мере два случая линейного и параболического законов роста толщйны покрытия. Основным допущением, которое обычно делается при решении этих задач, является предположение, что диффузия односторонняя и испарение вещества с поверхности покрытия отсутствует. Это допущение вполне правомерно, так как оно отражает существо задачи и в какой-то мере упрощает ее решение. [c.134]

Трение является диссипативным процессом, в котором основная часть работы внешних сил затрачивается на поглош,ение энергии материалом поверхностных слоев и образование теплоты. Процесс диссипации реализуется упругопластической деформацией поверхностных слоев металлов. При этом напряженно-деформированное состояние поверхностных слоев при трении имеет свои особенности. Так, в отличие от объемного напряженно-деформированного состояния, при трении максимальные напряжения возникают в микрообъемах поверхностного слоя. В связи с дискретностью контакта это происходит неодновременно и зависит от степени дискретности и условий трения, например, скорости скольжения. Так как в каждом микрообъеме при трении происходит циклическое изменение знака напряжений, то создаются условия для проявления эффекта Баушиигера. Одновременность деформации и диффузии элементов среды накладывает особенности на механизм пластической деформации, который определяется также важным следствием активации поверхностных слоев — увеличением дефектности структуры металлов и сплавов. В целом в механизме разрушения поверхностных слоев при трении первична упругопластическая деформация. Однако особенности и специфичность механизма пластической деформации до сих пор не позволили разработать физические основы и раскрыть закономерности поверхностного разрушения при трении. [c.5]

В соответствии с представлениями о доминирующей роли водорода, внедренного в металл, в качестве количественного показателя воздействия среды применяется концентрация диффузионно-подвижного водорода (ДПВ). В производственной и лабораторной практике нефтегазодобывающих отраслей распространены два основных способа определения наводороживания. При первом в среду одновременно с объектом помещают образец-свидетель, по содержанию водорода в котором после обусловленной экспозиции оценивают наводороженность самого объекта. Во втором — регистрируют поток ДПВ через участок объекта с односторонним наводороживанием и с помощью расчета, принимая во внимание диффузионную проницаемость металла, судят о содержании ДПВ. В обоих случаях точность оценок связана со знанием закономерностей распределения ДПВ в металле и информацией о коэффициенте диффузии ). Имеются сведения, что распределение ДПВ отличается от распределения при концентрационной диффузии по закону Фика [130, 134], а коэффициенты диффузии по разным источникам могут различаться на три порядка [4, 9, 130]. Такое положение сдерживает использование количественных показателей наводороживания в исследовательской практике. [c.45]

Под воздействием турбулентной диффузии, за счет которой, в основном, обеспечивается постоянство состава атмосферного газа с высотой (исключая химически активные малые компоненты), формируются структурные свойства гомосферы, в отличие от гетеросферы, для которой основным механизмом переноса вещества является молекулярная диффузия в разреженной газовой среде. В турбопаузе планеты процессы молекулярного и турбулентного переноса, конкурируя между собой, в значительной степени определяют закономерности структуры, динамики и энергетики верхней атмосферы. Турбулентным перемешиванием в гомосфере в значительной мере контролируется также подвод атомов водорода на уровень экзобазы и, тем самым, скорость диссипации (в данном случае - утекания) водорода из атмосферы Чемберлен и Хантен, 1987). [c.44]

Ричардсон высказал эти соображения лишь в качественной форме и не сделал из них никаких выводов на языке математики. Но его интуиция была столь глубока, что в работе 1926 г. он сумел чисто эмпирически установить один из общих количественных законов мелкомасштабных турбулентных движений, вытекающих из математической теории, основанной на представлениях о каскадном процессе передачи энергии по спектру масштабов эффективный коэффициент диффузии облака примеси в среде с развитой турбулентностью пропорционален размеру облака в степени четыре трети. В 1941 г., когда Колмогоров и Обухов сформулировали основные положения количественной теории мелкомасштабных компонент турбулентности, закон четырех третей Ричардсона был единсктвенным эмпирическим результатом, указывавшим на существование каких-то простых общих закономерностей, управляющих мелкомасштабной структурой турбулентности. [c.16]

ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ, процес сы перехода массы вещества из одной фазы в другую. Ряд основных процессов химич. технологии дестилляция, абсорбция, сушка, десорбция, увлажнение, экстракция, растворение и т. п. относятся к Д. п. Обтцим для всех этих процессов массопередачи является наличие одних и тех же закономерностей, управляющих их протеканием. Статика Д. п. следует универсальному закону фазового равновесия, именуемого правилом Гиббса, а динамика основывается на ур-иях диффузии (см. Диффузия, Правило фаз. Перегонка, Сушка, Разделение гаяов. Сорбционные процессы. Растворимость, Экстракция). [c.459]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...