Значення коефіцієнтів дифузії всередині кожної фази може бути знайдено з використанням рівняння Арреніуса і спрощеного розв'язування рівняння Фіка. Наприклад, для твердого розчину, товщина якого описується рівнянням

Структура і властивості. Під час дифузійного насичення при отриманні покриттів важливо знати характер утворення і росту шарів, а також кінетичні параметри, які характеризують зміну концентрації елемента насичення за глибиною покриття в часі. Схема формування двокомпонентного покриття з фазовим переходом наведена на рис. 9.18.

Можливість створення дифузійних покриттів визначається насамперед різницею діаметрів атомів металу основи. Наприклад, при дифузії в залізо елементів з великим діаметром атомів така різниця не повинна перевищувати 15—16 %, інакше напруження, які виникають у кристалічній ґратці заліза, будуть перевищувати границю її пружної стійкості. Ґратка стає нестійкою і виключає можливість дифузійного проникнення таких великих атомів у ґратку заліза. Крім цього, елемент, який наноситься, має розчинятися в металі основи при кімнатній і підвищеній температурах.

Для підвищення зносостійкості використовують різні способи насичення, які поділяють на дві групи: насичення хімічними

(9.12)

підставимо /) = /)0 ехр--й отримуємо

елементами (однокомпонентні, двокомпонентні і багатокомпонентні покриття); насичення хімічними сполуками (карбідами, нітридами, оксидами) (рис. 9.19).

Рис. 9.18. Схема формування двокомпонентного покриття з фазовим переходом:

/ — насичене середовише: 2 — адсорбований шар; 3 — з'єднання; 4 — твердий розчин; 5 — основний метал