Cтраница 4
Большое влияние могут оказывать примеси, образующие с основным веществом разнородные твердые растворы. Они могут как ускорять рассматриваемые процессы, так и тормозить их. Сток вакансий при залечивании пор может происходить в зависимости от природы1 основного вещества через катионную или через анионную подрешетку. Увеличение концентрации вакансий в той подрешетке, через которую идет сток, может быть достигнуто введением соответствующей гетеротипной примеси. [46]
Твердое тело способно течь - пластически деформироваться. Сжатые области фазы В, стремясь восстановить равновесное число вакансий, могут растянуться и сжать растянутые области фазы А. Это течение не следует представлять себе как упругое сжатие и растяжение. Для фазы и речь идет о создании новых атомных плоскостей за счет увеличения концентрации вакансий, а для фазы А число плоскостей должно уменьшиться, следовательно, это должно привести к уменьшению концентрации вакансий. [47]
Мы будем рассматривать случай, когда образец подвергался отжигу при фиксированной температуре Т в течение отрезков времени, обычных в этих экспериментах, - 10, 20 или 30 мин. Однако, когда температура резко меняется, для простоты мы предположим, что такое изменение можно представить ступенчатой функцией, тогда возможны скоротечные процессы, которые при определенных условиях оказывают важное влияние на энергию активации движения вакансий. Рассмотрим, например, увеличение температуры с 350 до 356 К и выясним поведение только вакансий и дивакансии в данный момент. В этом случае концентрация дивакансии будет резко уменьшаться сразу же после увеличения температуры из-за увеличения скорости распада дивакансии и, следовательно, будет способствовать увеличению концентрации вакансий. [48]
Исследование способов, позволяющих замедлить рост зоны взаимодействия, является очень важным аспектом проблемы разработки практически ценных композитов. Как указывалось выше, матрицы, представляющие наибольший практический интерес, обычно более реакционвоспосабны, чем матрицы, на примере которых демонстрировали справедливость теорий композитов. Проблема дополнительно осложняется тем обстоятельством, что композиты с металлической матрицей особенно нужны для эксплуатации при повышенных температурах. Исследование кинетики диффузионных процессов и выяснение механизмов диффузии являются основными условиями для построения строгой теории поверхностей раздела и для решения с ее помощью проблемы получения требуемых характеристик поверхности раздела. Исследование процессов и механизмов диффузии необходимо проводить применительно к той области толщин реакционной зоны, которая характерна для практически ценных композитов; часто это означает, что объектом исследования должны стать зоны толщиной менее 1 мкм. Рост реакционной зоны, особенно в характерных для композита условиях стеснения, нередко приводит к изменению механизма диффузии: Рэтлифф и Пауэлл [30], например, наблюдали изменение механизма диффузии при взаимодействии между титановыми сплавами и карбидом кремния при толщине зоны 10 мкм и связали его с появлением новых продуктов реакции. Хотя столь большая толщина находится за пределами интересующей нас области, эти данные подтверждают изменение механизма диффузии на поздних стадиях роста реакционной зоны. Впрочем, могут иметь место и более тонкие изменения, обусловленные увеличением концентрации вакансий. [49]
Энергия образования вакансии должна зависеть от их концентрации. Следовательно, поскольку с увеличением температуры концентрация вакансий растет, энергия их образования должна уменьшаться. Поэтому возникает лавинный процесс. Количественная трактовка такого характера роста концентрации вакансий с увеличением температуры, данная Френкелем, Бреслером и Франком, объясняет скачок этой величины при плавлении твердого тела. При этой температуре концентрация вакансий скачком увеличивается в десятки и сотни раз. Если принять, что увеличение объема металла при плавлении обязано этому росту концентрации вакансий, то можно оценить величину такой концентрации в жидкости при температуре плавления. Так как при плавлении объем увеличивается примерно на 3 %, то концентрация вакансий в жидкости должна быть близка к этой величине. Исчезновение дальнего порядка согласно этой теории есть следствие увеличения концентрации вакансий. Вакансионная теория жидкости хотя и представляет собой весьма грубое толкование, но позволяет толковать некоторые особенности свойств жидкости. [50]