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... 20 21 22 23 24 25 26... 174 175 176
|
|
|
|
по границе растет со временем, но медленнее, поскольку часть вещества уходит в объем и по границе его идет меньше. Элементарный акт диффузии по-прежнему связан с преодолением барьера, имеет активационный характер, а коэффициент зернограничной диффузии подчиняется уравнению Ар ре ни уса (2.1). Ускоренная диффузия по границам зерен по сравнению с объемной сохраняется до высоких предплавильных температур. Так, преобладающая самодиффузия никеля по границам зерен наблюдается за 80 градусов до плавления. Границы зерен так и называют путями ускоренной диффузии. Диффузия вдоль внешней поверхности металла непосредственно связана со структурой этой поверхности. Поверхность реального кристалла неоднородна и характеризуется сложным микрорельефом. На поверхности кристалла всегда имеются ступени, отделяющие два плоских участка поверхности (террасы), отстоящие на одно или несколько межатомных расстояний. С этой точки зрения поверхность устроена, как лестница, с той, однако, существенной разницей, что ступени, ведущие вверх, встречаются так же часто, как и ступени, ведущие вниз. Ни подниматься, ни опускаться по такой лестнице нельзя. Второе важное отличие заключается в том, что ступень не обязательно проходит от края до края лестничного марша, а может начинаться и заканчиваться в местах пересечения поверхности дислокационными линиями. На поверхности кристалла, находящегося в равновесии с газовой фазой, имеются адсорбированные атомы, плотность которых определяется соотношением па =л0ехр (—) ,(2.11) где щ = а~% — поверхностная плотность атомов; здесь а — межатомное расстояние; Еа — энергия адсорбции. Сложный рельеф поверхности кристалла, наличие на ней различных положений приводит к тому, что на поверхности имеются атомы, отличающиеся различным числом соседей и энергией связи. Адсорбированные атомы на поверхности очень подвижны. Образно говоря, они катятся по поверхности, как шарики, смещаясь в элементарном акте на расстояние, во много раз превышающее межатомное, поэтому такой способ передвижения и получил название механизма "перекати-поле". Когда вдоль поверхности кристалла мигрируют не собственные атомы, а примесные, перемещение по механизму "перекати-поле" затруднено, если имеется большая энергия взаимодействия, т. е. большая теплота адсорбции. Однако диффузия атомов не прекращается, она идет по механизму твердофазного растекания примеси по поверхности, так называемому механизму "развертывающегося ковра". Процесс заканчивается, когда атомы примеси покрывают поверхность моноатомным слоем. С повышением тем 46 Рис. 2.9. Зависимость коэффициента диффузии О (сма/с; технеция в вольфраме: 1 -п объеме крншалла; 2 •" вдоль ;-раннв верен; В — по эвободяой пог-ар. чноств пературы величина адсорбции падает и определяющая роль может опять перейти от механизма "развертывающегося ковра" к механизму "перекати-поле". Благодаря поверхностной диффузии происходит залечивание царапин, развитие межзеренных канавок, припекание к поверхности находящихся на ней частип и т. д. Движущей силой процесса является стремление системы уменьшить свободную энергию; естественно, что важную роль играет поверхностное натяжение. Перенос происходит под влиянием градиента химического потенциала атомов, зависящего от поверхностного натяжения и кривизны в данном месте. Как правило, диффузионный поток приводит к сглаживанию рельефа вследствие, переноса вещества из выпуклых к вогнутым участкам, если макроскопическая негладкость является единственным признаком, который определяет отклонение поверхности от термодинамического равновесия. Если на поверхность выходит межзеренная граница или дислокация, то может быть термодинамически выгодным и удаление рельефа, при котором исчезают участки границы или дислокационной линии. Экспериментальные результаты по исследованию поверхностной, граничной и объемной диффузии показывают, что энергия активации процесса поверхностной диффузии является наименьшей из всех трех процессов (Еп Ег Е). Температурные зависимости всех видов диффузии (в объеме кристалла, вдоль границы зерен и по свободной поверхности) представлены на рис. 2.9. § 3. ДИФФУЗИЯ В СТЕКЛЕ И КЕРАМИКЕ Диффузионную сварку стеклообразных и керамических материалов с металлами можно рассматривать с позиций спекания в твердой фазе, когда в зоне контакта под давлением образуются мостики схватывания, а процесс залечивания образовавшихся пор осуществляется при протекании диффузионных процессов (рис. 2.10). Движущей силой и энергетическим источником переноса вещества диффузией является различие свободных энергий в месте контакта зерен и на их поверхности, обусловленное наличием дефектов. Чем больше дефектов на поверхности зерен, тем больше поверхностная энергия. 47
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 20 21 22 23 24 25 26... 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 |
