При сжатии для образовании вакансии путем перемещения атома изнутри кристалла на поверхность необходимо совершить работу У/е *= =РУЛ, где Ул — атомный объем. При этом концентрация вакансий, находящихся в равновесии с поверхностью, будет равна [ 34]:

Су = С§ ехр ( - РУа I кТ) = С° ехр ( - ацУа / ЗкТ) ,(I. 10)

а локальный химический потенциал вакансий:

Ё = -РУЯ =кТ1п(Су 1С$) .(1.11)

Таким образом, из формул (I. 7 — 1,11) следует, что химический потенциал образования вакансий должен возрастать с увеличением приложенного внешнего Давления, а новая равновесная концентрация вакансий соответственно должна уменьшаться по сравнению с равновесным значением при Р =0 и р =0. При этом максимальный эффект будет наблюдаться именно в приповерхностных слоях образцов вблизи от контактной границы раздела свариваемых материалов. Причина его — наличие локальных концентраторов напряжений при смятии микровыступов в процессе образования физического контакта. В этих областях коэффициент концентрации напряжений может достичь значений порядка к = Отах/°ср =3 -Ы0 и более.

Таким образом, направленный к контактным поверхностям раздела свариваемых материалов поток неравновесных вакансий будет создавать дополнительный спектр активных центров и интенсифицировать кинетику процесса оными*-"*»'» и бъемного взаимодействия. Указанный процесс будет протекать еще более интенсивно, если сварочное давление прикладывать не за один цикл, а за несколько циклов дискретными порциями, причем перед приложением каждой последующей ступени нагрузки разгружать кристалл. Резкое увеличение эффективности прикладываемого усилия при таком способе его циклического программированного приложения заключается, по нашему мнению, в том, что при каждом цикле разгрузки возникает уже недосыщение по вакансиям, равное Су / С„° = =ехр (оцУа / ЗкТ), так как в уравнениях (I. 8) и (МО) знак в экспоненте меняется на обратный. Это приводит к тому, что в процессе разгрузки и выдержки кристалла в разгруженном состоянии равновесная концентрация вакансий постепенно возвращается к прежнему значению, которое было при Р =0 и р =0. Причиной этого служит захват вакансий с источников, которыми могут служить дислокации, границы зерен, контактные поверхности раздела и др. При последующем цикле сжатия и приложении последующей порции нагрузки вновь будет возникать вакансионное пересыщение, равное С$/ Су =ехр(одКа 1ЪкТ), которое опять создает поток неравновесных вакансий на стоки и, в частности, к контактным поверхностям раздела свариваемых материалов. Это приведет к созданию на свариваемых поверхностях раздела дополнительного количества центров, р разорванными химическими связями, число которых будет все более и более увеличиваться при повторении каждого последующего цикла разгрузка — повторное нагружение. Кроме того, такого рода вакансионные потоки, направленные к контактной границе раздела, будут резко уско-