Диффузия в бесконечном кристалле

ДИФФУЗИЯ в БЕСКОНЕЧНОМ КРИСТАЛЛЕ [c.13]

Рассмотрите необратимую диффузию к сфере радиуса г К с центром в начале координат из бесконечного кристалла. Примите, что концентрация диффундирующего компонента равна [c.121]

Все, что до сих пор говорилось о фазовых превращениях, относилось к равновесным при данной температуре состояниям, то есть предполагалось, что скорость изменения температуры так мала, что при каждой температуре в системе успевает установиться равновесие. Однако установление равновесия в системе, осуществляемое путем диффузии, требует времени, продолжительность которого зависит от природы диффундирующих элементов, среды, температуры, размера и степени совершенства кристаллов и других факторов. В реальных условиях время, необходимое для достижения равновесия, может изменяться от долей секунд до многих сотен часов. Кроме того, как отмечалось в начале главы, фазовое превращение при температуре фазового равновесия невозможно, так как в этом случае нет энергетического выигрыша, стимулирующего это превращение. Поэтому равновесную диаграмму состояния следует рассматривать как предельный случай, при котором скорость изменения температуры настолько мала, что фазовое превращение совершается с бесконечно малой скоростью. Тем не менее, этот предельный случай крайне важен для изучения реальных условий кристаллизации. [c.162]

Диффузия из бесконечно тонкого слоя соответствует ситуации, когда небольшое количество легирующего вещества осаждается на поверхности легируемого материала. В этом случае все диффундирующие в течение некоторого времени / с поверхности в объем атомы полностью переходят в кристалл, причем распределяются моноатомно. В любой момент времени полное количество диффундирующих атомов остается постоянным. [c.294]

Модель [350] исходит из предположения о том, что дислокации, образованные внутри зерна, перемещаются в граничную зону скольжением [367]. Вдоль границы эти дислокации движутся, комбинируя скольжение и переползание. Скорость проскальзывания пропорциональна составляющей вектора Бюргерса, пЕфаллельной плоскости границы, и определяется переползанием, зависящим от объемной диффузии. Поскольку проскальзывания вызываются движением тех же дислокаций, скольжение которых ведет к деформации зерна, естественно ожидать линейной зависимости между деформацией, обусловленной проскальзыванием, и общей деформацией ползучести е. Такая зависимость, действительно, часто наблюдалась [341-344]. В работе [350] предполагалось также, что либо расстояние от дислокащи до границы- (рис. 14.11) очень мало, либо дислокация перемещается в плоскости границы. Расстояние между дислокациями а рис. 14.11) определяется условием равновесия поля напряжения дислокации и приложенного скалывающего напряжения а 1/т. Скорость неконсервативного движения дислокаций зависит от испускания и поглощения вакансий [368]. Внешнее напряжение определяет только равновесную концентрацию вакансий вблизи ядра дислокации. Путем использования уравнения для скорости переползания изолированной дислокации в бесконечном кристалле разд. 2.1.2) получено уравнение [350] для скорости деформации, вызываемой проскальзыванием [c.218]

ASn А%, вещество из состояния I перейдет в II. Существует бесконечное число мыслимых способов перестановки атомов, приводящих к этому. Однако, как показывает анализ конкретных механизмов движения границ разориентации, границ механических и полисинтетических двойников, сегнетоэлектрических и магнитных доменов или границ раздела межмартенситных и мар-тенситно-аустенитпых фаз, фактически реализуется лишь несколько детальных каналов массоперемещений (см., например, [127, 15, 38, 89]). А именно с участием или без участия диффузии, путем испускания и поглощения дислокаций или без этого, путем пластических сдвигов вдоль границы S или по плоскостям, наклоненным к ней и, наконец, путем смещений и перетасовки атомов внутри заметаемого объема. Поэтому целесообразно обратиться к следующему модельному способу перестроения кристалла из модификации [c.171]

Возвращаясь теперь к выражению (5Д.60) для коэффициента диффузии, мы обнаруживаем, что сходимость интеграла по времени обеспечивает лишь учет взаимодействия примесных атомов с электронами. Если рассматривать только однофононные процессы, то коэффициент диффузии, вычисленный по формуле (5Д.60), будет иметь бесконечное значение. С физической точки зрения это означает, что поглощение и испускание виртуальных фононов не может привести к локализации примесного атома. Окруженный облаком виртуальных фононов, он движется в кристалле как свободная квазичастица — примесон . Таким образом, для правильного описания квантовой диффузии в диэлектриках, где примеси взаимодействуют лишь с колебаниями решетки, необходимо учитывать многофононные процессы ). Однако для металлов рассмотренная нами модель кажется вполне разумной, если температура значительно меньше температуры Дебая и, следовательно, тепловые фононы практически отсутствуют. Сравнение значений коэффициента диффузии, вычисленных по формуле (5Д.60), с экспериментальными данными по диффузии мюонов в кристаллах меди было проведено Кондо [107]. Согласие между предсказаниями теории и экспериментом оказалось удивительно хорошим при температурах Т < 60К, причем квантовый (туннельный) механизм естественным образом объясняет наблюдаемый рост коэффициента диффузии с понижением температуры ). [c.423]

Если в кристалл бинарного металлического сплава введена примесь бесконечно малой концентрации, то подвижность атомов примеси во внешнем электрическом поле будет отлична от нуля и результирующая скорость дрейфа оказывается равной Vrк+VL=QкEDykT, где Qк — эффективный электрический заряд иона примеси Е — напряженность электрического поля к — постоянная Больцмана а Т — абсолютная температура. При постоянстве напряженности электрического поля Е и коэффициента диффузии (последнее имеет место при равномерном распределении температуры) уравнение (1.8) принимает следующий вид [c.13]

По мере удаления от поверхности кристалла (источника) концентрация диффундирующих атомов С падает, стремясь к О (рис. 8.5). Максимальное значение С достигается при х = 0. Со временем начальное распределение постепенно расплывается, величина максимума кривой распределения понижается пропорционально корню квадратному из времени. Таким образом, для диффузии из бесконечно тонкого слоя характерно уменьщенне со временем количества диффундирующих атомов у поверхности за счет проникновения их в глубь кристалла. [c.295]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...