Теория, технология и оборудование диффузионной сварки
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 14 15 16 17 18 19 20... 174 175 176
|
|
|
|
Так, коэффициент диффузии цинка в медь при повышении температуры от 293 до 573 К возрастает в 1014 раз. Зависимость коэффициента диффузии от температуры подчиняется более общему закону Аррениуса. Для большей части научных и практических задач существенно не диффузионное движение отдельных частиц, а обусловленное им выравнивание концентрации вещества в первоначально неоднородной среде. Из областей высокой концентрации уходит больше атомов, чем из областей низкой концентрации. Через единицу площадки в неоднородной среде за единицу времени безвозвратно проходит поток вещества в сторону меньшей концентрации — диффузионный поток /. Он равен разности чисел атомов, пересекающих единичную площадь в том и другом направлениях, -и пропорционален Градиенту концентрации Эта зависимость выражается законом Фика ' =(2-2) где с — концентрация вещества; х — координата. Математически закон Фика аналогичен уравнению теплопроводности Фурье. В основе этих явлений лежит единый механизм переноса: в законе Фика — перенос массы, в уравнении теплопроводности — перенос энергии. Диффузия возникает не только при наличии градиента концен-. трации (химического потенциала). Под действием внешнего электрического поля происходит диффузия заряженных частиц (электродиффузия), в неравномерно нагретом теле возникает термодиффузия, а под действием механических напряжений возможна восходящая диффузия, приводящая к уменьшению внутренних напряжений. Второй закон Фика описывает изменение концентрации вещества в пространстве и во времени и имеет вид для одномерной задачи йс гсРс ЧГ = 01Ь*(2-3) или для трехмерной задачи йс п /еРс . {Рс Л\.. = + ^ +(2.4) или ¿1 — О V св (2-5) где V — оператор Лапласа. Второй закон Фика представляет собой дифференциальное уравнение в частных производных, и для его решения необходимо сформулировать начальные и граничные условия, которым должна Рис. 2.2. К определению концентрации атомов в длинном стержне удовлетворять концентрация диффундирующего вещества. Эти условия подробно рассмотрены и проанализированы Б. С. Бок-штейном. Для решения диффузионных задач применяют в основном уравнение (2.3), которое "интегрируют при определенных граничных условиях, например выбирают очень длинный цилиндр с постоянным поперечным сечением площадью 5, разделяют его поперечной плоскостью (рис. 2.2) и получают два полубесконечных тела с идеальным прилеганием друг к другу. Для этого случая из второго закона Фика можне получить соотношение, которое наиболее часто используется для оценки процессов диффузии, х УШ,(2.6) где х — среднее смещение всех диффундирующих атомов. Эффект Киркендала. При диффузионной сварке разнородных металлов или сплавов с различным содержанием легирующих элементов в результате парциальных коэффициентов диффузии встречных потоков возникает преобладающий поток вещества через границу раздела и, как следствие, происходит перемещение самой границы раздела. Такое перемещение границы раздела впервые наблюдали А. Смигельскас и Е. Киркендал. Схема с помощью которой был надежно установлен эффект Киркендала, изображена на рис. 2.3. На поверхность латунного образца 2 (30% 2л1) был нанесен слой / чистой меди. Предварительно на границу раздела латунь — медь были помещены инертные метки 3 — тонкие вольфрамовые проволочки. С увеличением времени диффузионного отжига проволочки, находящиеся на противоположных гранях образца, медленно сближались. Уменьшение расстояния между ними было прямо пропорционально УТ(1 — время отжига), что указывало на диффузионный характер процесса. Позднее эффект наблюдали для большого числа пар металлов с ГЦК-решеткой (Си—N1, Си—Аи, Ае—Аи и др.) и ОЦК-решеткой |'Т!—Сг, Ag—2п и др.). Эффект Киркендала можно объяснить явлением течения при чиффучии. Такое течение, увлекающее макроскопические метки, может возникнуть в результате разности скоростей диффузии ком 34
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 14 15 16 17 18 19 20... 174 175 176
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
