Процесс - диффузия - атом
Cтраница 2
 |
Зависимость коэффициента диффузии некоторых химических элементов в кремнии от температуры.| Схематическое изображение структуры реальной поверхности. [16] |
Представим себе, что на атомарно чистой и гладкой поверхности твердого тела находятся отдельные атомы того же вещества. Эти атомы связаны с атомами поверхности теми же силами, что и атомы в объеме. Однако так как число соседей у атома, находящегося на поверхности, может быть значительно меньше, чем у атома в объеме, то энергия связи его с поверхностью может быть значительно меньше энергии связи в решетке Поэтому и энергия активации процесса диффузии атомов по поверхности может быть значительно ниже энергии активации объемной диффузии. [17]
В целях подтверждения гипотезы дивакансионного механизма обес-цинкования сплавов Си-Zn были проведены испытания на ползучесть латунных ( 70 2 % Си-30 6 % Zn) проволочных образцов при одновременном воздействии коррозионной среды. В результате установлено значительное влияние анодного растворения на скорость ползучести материала. Обнаруженное явление объясняется образованием в поверхностном слое материала дивакансий за счет коррозионного воздействия, которые, диффундируя в центральную часть образцов, облегчают процесс миграции дислокаций и как следствие пластическую деформацию материала. Полученные результаты могут считаться доказательством аналогичного влияния дивакансий на процесс увеличивающейся диффузии атомов Zn в сплавах Си-Zn и на их обесцинкование. [18]
Давно известно, что дисперсная фаза упрочняет матрицу. Прочна сталь, содержащая дисперсные частицы цементита в ферритной матрице, независимо от того, представляют ли они собой пластинчатый цементит в перлитной структуре или сферический цементит в отпущенном мартенсите. С увеличением содержания в сплаве алюминия и титана улучшаются его механические свойства. Однако с повышением температуры до 0 8 температуры плавления сплава частицы NisAl ( Ti) переходят в раствор. Присадки других тугоплавких элементов, введение в сплав кобальта ненамного затрудняют процесс диффузии атомов алюминия и титана. [19]
Существенное влияние на скорость диффузии оказывают атомы примеси и другие дефекты, присутствующие в кристалле. Локальная деформация решетки вблизи примесного атома приводит к уменьшению энергии связи между соседними атомами, что увеличивает вероятность образования вакансий. При вакансионном механизме диффузии это приводит к увеличению скорости диффузии. Энергия активации процесса диффузии может изменяться также вследствие кулоновского взаимодействия между атомами диффузанта и присутствующей в решетке примеси. Так, в германии и кремнии наличие акцепторной примеси ускоряет, а наличие донорной примеси замедляет процесс диффузии атомов донора. [20]
В работе [23] была развита теория диффузии внед - репных атомов, основанная на модели многократных перескоков. Согласно этой модели внедренный атом в результате теплового возбуждения может совершить перескок не только в ближайшее, но и в более удаленные междоузлия, осуществляя сразу переход на несколько элементарных расстояний, равных расстоянию между ближайшими междоузлиями. Это видоизменяет выражение для коэффициента диффузии, который в результате учета многократных переходов умножается на фактор, определяемый средним числом элементарных скачков, совершаемых диффундирующим атомом между двумя равновесными положениями с колебательным состоянием движения. Среди них можно отметить получающиеся отклонения от прямой Аррениу-са, обусловленные особенностями принятой модели диффузии. В анизотропных упорядоченных сплавах процесс диффузии ведренных атомов усложняется еще тем, что в разных направлениях внедренный атом совершает многократные переходы разной средней длины. [21]
Страницы: 1 2