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... 15 16 17 18 19 20 21... 174 175 176
|
|
|
|
Рис. 2.3. Скема опота Кирщен-дала Рис. 2.4. Схема возникновения диффузионной пористости (эффект Френкеля) понентов. Действительно, поскольку парциальный коэффициент диффузии цинка DZn больше соответствующего коэффициента меди, то на границе раздела компонентов возникают встречные потоки атомов цинка JZn и меди /Си, причем JZn " JCu. Данное обстоятельство приводит к тому, что зона диффузии, включающая границу раздела, изменяется в объеме. Это происходит вследствие того, что со стороны меди общее число атомов в единице объема растет (атомов цинка приходит больше, чем уходит атомов меди), а со стороны латуни уменьшается. Возникает течение решетки — к меди пристраиваются со стороны латуни новые плоскости, и инертные метки сдвигаются в сторону латуни. Эффект Киркендала наблюдали при исследованиях целого ряда сплавов. Во всех случаях перемещение меток происходило в направлении вещества с более низкой температурой плавления, т. е. в сторону вещества с более высоким парциальным коэффициентом диффузии. В случае вакансионного механизма диффузии в системе медь—• латунь вакансии чаще обмениваются местами с атомами цинка, чем с атомами меди. Это и приводит к тому, что поток атомов цинка превышает поток атомов меди в сторону латуни. С другой стороны, с процессом перемещения атомов связан процесс перемещения вакансий в обратном направлении, в результате возникает поток вакансий от меди к латуни. Эффект Френкеля. Если вакансии находятся в равновесии и не образуют поры, то смещение меток в результате эффекта Киркендала можно определить исходя из теории Даркена. Однако, как показывают эксперименты, в ряде случаев вблизи поверхности раздела со стороны более подвижного компонента возникают поры, что является следствием коагуляции вакансий. Например, в системе медь — латунь пористость обнаружена в латуни, а в системе медь — никель в меди. Такой процесс порообразования, названный эффектом Френкеля, является результатом перемещения вакансий в направлении, противоположном перемещению диффундирующих атомов через границу раздела. Эффект Френкеля обусловлен теми же причинами, чт ш эффект Киркендала -•• различием парциальных коэф-зв рициеатов диффузии. Максимальное смещение границы раздела наблюдается в том случае, когда отсутствует диффузионная . пористость и, наоборот, число пор максимально, когда граница раздела неподвижна. Таким образом, если Ол 0В (рис. 2.4), то атомов вещества А уходит больше слева направо, чем справа приходит атомов вещества В, и число вакансий в веществе А от первоначальной плоскости возрастет, а это эквивалентно потоку вакансий, направленному справа налево. В результате в элементе 1 возникает избыток вакансий по сравнению с их термодинамически равновесной концентрацией. Переход к равновесному состоянию может произойти благодаря эффекту Киркендала или эффекту Френкеля. В первом случае вакансии исчезают при переползании дислокаций, так как сохраняется число узлов в решетке в единице объема, но это приводит к исчезновению атомных плоскостей и соответственно плоскость Киркендала приближается к левому краю образца. Справа от этой плоскости появляются атомные плоскости, что восполняет недостаток вакансий. Во втором случае вакансии коагулируют. Заметим, что эффект Френкеля можно подавить путем приложения всестороннего сжатия. При наличии сжимающего давления в процессе диффузионной сварки разнородных материалов и в зоне соединения пор не наблюдается, в то время как при чисто диффузионном спекании без приложения сжимающего давления возникновение пор в результате коагуляции вакансий весьма вероятно. Реакционная диффузия. До сих пор мы рассматривали диффузию, при которой по обе стороны от первоначальной границы раздела возникали твердые растворы. Однако в ряде случаев процессы диффузии могут в такой степени изменить соотношение элементов в зоне контакта, что в соответствии с диаграммой состояния бинарной системы возможно образование новой фазыстехиометрического состава со своей структурой и физическими свойствами. Условия образования новой фазы следующие: большое различие электроотрицательностей у взаимно диффундирующих вещесть; соблюдение определенной электронной концентрации, отвечающей электронным фазам Юм-Розсра; достижение определенной концентрации, т. е обеспечение стехиометрии. Во всех случаях возникновение новой фазы приводит к замедлению дальнейших процессов диффузии в результате уменьшения диффузионных потоков из-за барьерного эффекта, создаваемого новой фазой, а также из-за увеличения толщины новой фазы, через которую идут диффузионные потоки. Образование новых фаз, как правило, связано с ростом напряжений, ухудшением пластических свойств и эксплуатационных характеристик, поскольку новые фазы по своим физико-химическим свойствам усту-гиют исходным материалам V
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 15 16 17 18 19 20 21... 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 |
