Диффузия в расплавленных металлах

Процесс нанесения диффузионных покрытий из алюминия и цинка представляет собой обработку при повышенной температуре в барабане в смеси порошков наносимого металла и инертного материала при этом происходит диффузия осаждаемого металла в поверхностный слой основного металла. Диффузионные покрытия из, хрома, никеля, титана, алюминия и других металлов получают также, погружая металлические изделия в инертной атмосфере в ванну с расплавом хлорида кальция, в котором растворено некоторое количество наносимого металла [1. [c.231]

Алюминий химически активен, на воздухе покрывается тончайшей (5—10 нм) оксидной пленкой, надежно защищающей металл от дальнейшего окисления. Именно благодаря электрически и механически прочной защитной пленке при обычных условиях А1 ведет себя довольно инертно, хотя °(а1 +/а1)=—1,67 В, При температуре плавления алюминия 660 °С гранулированный А не сплавляется в слиток даже при нагреве до 1200 °С, так как каждая капля расплава металла оказывается как бы в мешке из оксида. Поэтому почти все реакции с участием алюминия идут с латентным (скрытым) периодом, необходимым для разрушения оксидной пленки или диффузии реагента через нее. [c.149]

Образование соединений между металлами — очень важная проблема при разработке сплавов со специальными свойствами. Интерметаллиды — это обычно упрочняющие фазы, обеспечивающие работу сплавов при высоких температурах эксплуатации (придают жаропрочность). Интерметаллические соединения могут образовываться в жидких расплавах, при распаде твердых растворов или в твердом состоянии за счет процессов диффузии одного металла в другом. Интерметаллиды, возникающие за счет объединения электронов нескольких атомов, имеют пониженную электрическую проводимость и повышенную хрупкость. [c.398]

Тенденция к увеличению размеров реакционного объема камер в экспериментах по наращиванию алмаза на затравку требует решения вопросов, относящихся к оценке длительности насыщения углеродом расплава металла-растворителя, т. е. периода времени предварительного растворения затравок, а также распределению растворенного углерода в реакционном объеме. Проведенными исследованиями установлено, что прирост концентрации углерода в интервале времени от 5,4-10 до 7,2-10 с составляет 3% от максимальной величины, а время, необходимое для достижения концентрации углерода, равной 95 % от равновесной (при растворении точечного источника), составляет 3-10 —3,6-10 с. Распределение растворенного углерода в реакционном объеме изучалось путем оценки его количества в пробах, находящихся на различном расстоянии от источника. Результаты анализов показывают, что при выдержке 2 ч достигается практически равномерное распределение углерода за счет переноса его преимущественно путем концентрационной диффузии. Максимальное отклонение содержания углерода в периферийной области образца от его содержания 362 [c.362]

Как было показано в гл. 16, растворение и рост алмаза в растворе-расплаве металлов в изучавшихся условиях лимитируются процессом переноса углерода, который может осуществляться путем термо- или концентрационной диффузии. С целью изменения механизма, лимитирующего скорость роста кристаллов алмаза, в качестве источника углерода использовались графит, содержащий цирконий (массовая доля 25 %), а также прессованная смесь порошков синтетического алмаза и никеля (в соотношении 3 2) с размером частиц (1—4)-10 м. В последнем случае графитовый нагреватель камеры с горизонтально расположенным реакционным объемом изолировался танталовой трубкой с толщиной стенки 3-10 м. Предполагалось, что указанные композиционные углесодержащие материалы за счет меньшей площади контакта с углеродом, присутствия тугоплавкого металла-наполнителя и т. д. обеспечат снижение интенсив-388 [c.388]

Двуатомные газы (водород, кислород, азот) растворяются в расплавах металлов в количествах, приблизительно пропорциональных квадратному корню из величины давления (р) в пределах между несколькими миллиметрами ртутного столба и 1,5 атм. Для данного количества металла при постоянной температуре справедливо уравнение т. = рде й — величина постоянная. Это подтверждается экспериментами по диффузии.. В случае адсорбции одноатомного газа, например пара ртути расплавленным оловом, наблюдается прямая пропорциональность между т и р в соответствии с законом Генри . Это правило, в общем, справедливо только в том случае, если растворенный газ обладает тем же молекулярным весом, что и свободный газ, как в случае одноатомных газов. Если, однако, газ в его свободном состоянии двухатомен, а в растворе одноатомен, то по закону действующих масс количество растворенного газа будет [c.554]

Водород в небольших количествах растворяется во всех расплавах металлов, во многих (Ni, Pt, Pd) хорошо. Так, в I объеме расплавленного палладия растворяется 850 объемов водорода Водород диффундирует в металлы, диффузия иногда сопровождается газовой коррозией, что приводит к разрушению металла. [c.418]

М — молекулярный вес соли-среды б — толщина диффузионного слоя, СМ] — коэффициент диффузии ионов металла в расплаве, см /сек й — плотность соли, г/см Е — условный стандартный электродный потенциал металла, в кор. — ток коррозии, а/см п — валентность ионов металла в расплаве. [c.174]

Пробоотбор для определения содержания газа. Для определения содержания газа в металлах и сплавах, особенно в сталях, необходима специальная пробоотборная методика, при которой можно избежать обогащения пробы кислородсодержащими включениями и исключить потери водорода за счет диффузии [6]. С этой целью обычно используют пробоотборные вакуумные трубки [7]. Они опускаются через слой шлака в металлическую ванну и открываются в расплаве металла только тогда, когда соответствующая закрывающая ее пластинка разрушается, расплавляется или сгорает. Чтобы получить подходящую форму пробы и соответствующие условия заполнения трубки, в последней устанавливают диафрагмы, сжимающие струю. Эти диафрагмы должны обеспечить получение в пробоотборной трубке пробы, которую можно превратить с минимумом усилий (путем разламывания или резки) в образец, форма и размеры которого пригодны для спектрального анализа. При этом должны быть исключены все подготовительные операции, которые могут изменить содержание газов в пробе. Чтобы уменьшить скорость диффузии водорода, пробы должны храниться в контейнерах, охлаждаемых сухим льдом даже на короткий период хранения. Были сконструированы также комбинированные литейные и погружные формы, в которых диски, пригодные для спектрометрических исследований, и образцы в форме прутков, необходимые для определения содержания газа, могут быть приготовлены одновременно [8]. [c.26]

Растворение металла расплавом полимера может быть обусловлено присоединением атомов металла (ионов оксида) либо непосредственно к углеродным атомам полимера (реакция двойных и тройных углеродных связей, взаимодействие свободных радикалов, образующихся при термо- и окислительной деструкции), либо через кислород с образованием различных соединений, включающих соли жирных кислот. Образование такого рода соединений возможно также вследствие диффузии ионов металла и в объем расплава полимера. Последнему может способствовать участие ионов кислорода или электронов металла в окислительных реакциях в объеме расплава или в образовании различного рода комплексов. [c.62]

Интерметаллические соединения могут образовываться в жидких расплавах, при распаде твердых растворов или в твердом состоянии за счет процессов диффузии одного металла в другом. Интерметаллиды, возникающие за счет объединения электронов нескольких атомов, имеют пониженную электропроводность и повышенную хрупкость. . [c.400]

Отмеченная на стр. 217 обменная реакция осаждения из расплавов менее благородного металла — хрома — на более благородном металле — железе — вызывается вторичными (сопутствующими) факторами. Это можно объяснить, если учесть суммарное изменение энергетического баланса системы. При высоких температурах одновременно с контактным осаждением происходит диффузия осажденного металла в субстрат и образование твердого раствора или интерметаллида. В итоге убыль свободной энергии системы при втором процессе может перекрыть энергетическую невыгодность первого процесса. В общем же надо иметь в виду, что одни термодинамические прогнозы недостаточны для суждения о конкретной реальности процессов. Необходимо принимать во внимание кинетические факторы. [c.226]

После обработки во флюсе металл основы (Мо — жесть) погружают в ванну с расплавленным оловом (М ). В расплаве металла протекают процессы диффузии атомов олова и железа через тонкую перегородку А (рис. 8) интерметаллического соединения, образованного во флюсе. [c.26]

Рассмотрим изотермическую систему, образованную, например, некоторой гранью монокристалла А и каплей расплава металла В. Процесс растворения можно разделить на два этапа а) переход атомов А с поверхности кристалла в прилегающий слой жидкого металла В и б) диффузия атомов А в глубь расплава. Если принять, что кинетика растворения контролирует скорость процесса, то скорость поступления в раствор атомов растворяемого вещества описывается формулой Нернста [c.111]

Конечный радиус ртутного пятна / растет с увеличением массы капли R оо Эту зависимость можно объяснить влиянием диффузии ртути в свинец (как и при растекании по свободной от окисла металлической поверхности — см. IV. 4). Соответствующий расчет приводит к уравнению да 0,7 Л— = Вт 1 где Со — концентрация ртути в поверхностном слое твердого металла (величина порядка предела растворимости) D— коэффициент диффузии расплава в твердый металл [138]. [c.142]

Таким образом, скорость роста интерметаллида при переносе массы с одного металла на другой через слой расплава зависит от коэффициента диффузии растворенного металла через слой интерметаллида и его концентрации в зоне сплавления. [c.228]

Толщину покрытий можно регулировать, изменяя температуру расплавленного металла и время пребывания покрываемого изделия в ванне. К недостаткам метода нанесения горячего покрытия относятся сравнительно большой расход цветных металлов, неравномерность покрытия, а также довольно большая толщина защитного металлического слоя. При алюминировании стали из расплава покрытие состоит из диффузионного слоя, непосредственно прилегающего к стальной основе и наружной зоны, в основном состоящей из алюминия. Переходный диффузионный слой отличается повышенной хрупкостью и твердостью, отрицательно влияющими на способность покрытия к деформации. Свойства покрытия и его сцепление с основой зависят от толщины и фазового состава диффузионного переходного слоя. Для снижения толщины и замедления скорости роста промежуточного слоя применяют добавки, уменьшающие диффузию. К наиболее благоприятным добавкам относятся кремний, медь и бериллий, введение которых позволяет уменьшить толщину переходного слоя более чем на 50%. [c.79]

Растворимость металла в расплаве увеличивается с температурой и иногда достигает весьма больших значений. Взаимодействие продуктов в электролите между собой и с электролитом зависит от их растворимости в электролите, скорости диффузии, расстояния между электродами, конвективного переноса, (т. е. от температуры и плотности тока) и конструкции электролизера. [c.471]

Движение расплава предваряется опережающей диффузией атомов металла, которая способствует релаксации внутренних напряжений по границам турбостратных кристаллитов, что приводит к подвижности структурных элементов и к ускорению процесса твердофазной диффузии. При жидкофазной графитации одновременно действуют оба механизма - перекристаллизация через расплав и каталитическое действие атомов металла по границам турбостратных кристаллитов. Доля каждого из указанных механизмов определяется структурой углеродного материала, подвергающегося жидкофазной графитации. Так, наименее совершенный по кристаллической структуре термодинамически активный стеклауглерод в основном перекристаллизуется через расплав. Коксы струйчатой структуры и пирографит в основном графитируются за счет опережающей диффузии из расплава атомов металла по границам турбостратных кристаллитов. [c.134]

Принципиальная схема аппаратуры для газофазной эпитаксии за счет реакций химического переноса показана на рис. VI.18. Галлий транспортируется в виде субхлорида, образующегося при пропускании хлористого водорода над расплавом металла. Мышьяк и фосфор — в виде арсина и фосфина. Донорную примесь (селен) вводят в виде селеноводорода. Иногда применяют теллур или кремний в виде теллурорганических соединений и силанов. Акцептор (цинк) поступает обычно за счет диффузии из пара уже после выращивания эпитаксиального слоя. Газом-носителем служит водород, очищенный пропусканием через нагретый палладиевый фильтр. Скорость выращивания достигает 40 мкм/мин. К достоинствам этого метода относится высокая чистота конечного продукта и большая степень его однородности кроме того, этот метод отличается простотой, надежностью, производительностью, и, следовательно, экономичностью. Недостаток метода — низкая степень использования исходных продуктов ( 3%), а также необходимость работы с токсичными веществами (гидриды мышьяка, фосфора, селена и теллура). Схему, показанную на рис. 1.18, обычно используют в лабораторных условиях. Для повышения производительности [c.148]

При таком подходе становится более понятна и роль такой важной при алмазообразовании примеси как азот. Хорошо известен факт влияния азота на степень упорядочения расплавов металлов переходных групп, а также роль азота как отрицательного фактора для процессов диффузии углерода и образования устойчивых карбидов. Неудивительно, что экспериментальные данные по р-Г-параметрам алмазообразования при использовании металлов, обычно называемых катализаторами, дают величины, близкие к расчетной кривой равенства = М- а), химических потенциалов графита и алмаза (в определенном, разумеется, интервале температур и давлении). Однако ситуация изменяется, как только начинают использоваться расплавы, неблагоприятные по растворимости, активности углерода или строению расплава. Формально можно добавить в уравнение для химического потенциала данной фазы дополнительные члены i(gi), описывающие превращение по некоторой внутренней координате г/(. Например, Ар,упр представляет зависимость от параметра, описывающего упругое взаимодействие при заданном пространственном распределении фаз [25], т. е. имеем [c.316]

Образование включений подтипа 1а связывается с механическим захватом среды кристаллизации, растущей с достаточно большой скоростью гранью при наличии на ней макрорезиста. Анализ лауэграмм образцов позволил установить, что такие включения двумерны и захват сопровождается параллельным срастанием (сопряжением) с решеткой алмаза без заметного ее искажения. Хлопьевидные включения (подтип 16) образуются в результате диффузии материала контейнера в расплаве металла-растворителя и захвата растущим алмазом на заключительной стадии процесса синтеза при его длительности около 600 с и более. Закономерности распределения и состав включений второго типа позволяют объяснить их образование накопле- [c.402]

Соответствующие исследования силикатных расплавов, к сожалению, редки. Данные, приводимые Гер-лингом , имеют лишь ориентировочный характер, например данные по растворимости гелия в габбро-диабазовом расплаве, когда давление служит функцией растворимости. Затруднения, связанные с экспериментами по установке достаточно постоянной равновесной величины растворимости, очень велики. Поэтому особенно важную роль играют условия диффузии в расплаве. В измеримый отрезок времени диффузия должна обусловить полную гомогенность системы из расплава и растворенного газа. Для силикатных расплавов аппаратура, типа той, которую использовал Зиверст, должна быть дополнитель-ло снабжена особым перемешивающим механизмом. Растворенные газы обычно не столь хорошо диффундируют в расплавленных силикатах, как в расплавах металлов, которые в этом отношении гораздо более благоприятны. Тамман , кроме того, на своих опытах показал, что отклонения от нормального Хода диффузии могут быть даже в расплавленных металлах. [c.555]

Значительный интерес представляет электролиз расплавленных солей с жидким катодом, для получения некоторых сплавов он аналогичен электролизу со ртутным катодом в водных растворах. При разряде металлов на жидком катоде процесс сопровождается деполяризацией за счет образования сплавов. Большое значение здесь имеет скорость диффузии выделяемого металла в катодный сплав. Если скорость электролитического выделения больше, чем скорость диффузии выделяющегося металла вглубь жидкого сплава, то часть металлов будет растворяться в электролите и всплывать или сгорать на поверхности его. Подбор плотности тока при электролизе с жидким катодом требует особого внимания. Для лучшей диффузии металла в сплав приходится применять перемешивание катодного сплава. Например, при получении свинцово-кальциевых сплавов на поверхности катода наблюдается образование коррчек, обогащенных кальцием их можно устранить путем перемешивания расплава (см. рис. 250). [c.412]

Интересной областью применения направленной кристаллизации является измерение коэффициента диффузии. Роль диффузионных процессов на границе кристалл — расплав чрезвычайно велика, и коэффициент диффузии D входит во многие соотношения, описывающие направленную кристаллизацию. Использование методов направленной кристаллизации для определения D становится оправданным в тех случаях, когда измерение данной величины обычными способами представляет известные трудности. Это относится прежде всего к расплавам металлов и полупроводников, в которых при высоких температурах трудно устранить конвективные потоки, искажающие картину диффузии частиц второго компонента. Трудности усугубляются высокой химической активностью расплавов. Кроме того, определение длины диффузии в затвердевших образцах осложнено специфическим свойством многих объектов (Ga, Sb, Bi, Si, Ge, GaAs, InSb и др.) расширяться при кристаллизации, что приводит к разрушению тиглей и капилляров, в которых она происходит, а также самих образцов. [c.187]

Таблица 11. Коэффициенты диффузии некоторых металлов в расплаве кремния, определенные методом ЗПГТ

Металлические клеи состоят из смеси жидкого металла, на-лример ртути и галлия, имеющего температуру плавления около 30 °С, и порошка более тугоплавкого металла, например меди или вольфрама. В результате диффузии этих металлов в клее образуются интерметаллические соединения и твердые растворы, лмеющие высокие температуры плавления, и клей переходит в твердое состояние при комнатной температуре [275—277]. В качестве жидкого компонента можно использовать эвтектические смеси расплавов галлия и других металлов (имеющих температуру плавления ниже, чем у галлия). Чем больше в клее жидкого металла, тем он более пластичен. Однако при этом снижаются его рабочие температуры. Клей с меньшим содержанием жидкого металла быстрее отверждается и способен выдерживать более высокие температуры. Для повышения жизнеспособности клеев смешение компонентов производится при температуре, лишь незна-"чительно превышающей температуру плавления жидкого металла. [c.150]

При выделении какого-либо металла на жидком катоде, так же, как и на твердом, должна изменяться электродвижущая сила внутренней цепи. Решающим фактором тут будет, очевидно, скорость диффузии выделяющегося металла в жидкий катод. Если скорость диффузии меньше скорости осаждения металла из расплава, то выделяемый металл накапливается на поверхности и обусловл1ив1ает сплошную поляризацию электрода. При этом более активный металл должен обеспечить и большую электродвижущую силу. [c.334]

При обработке стекла типа Пирекс расплавленным хлоридом медп прочность-его повышается на 607о- Образцы стекла [19] выдерживались при температуре 400—500° С в расплаве KNOзOт 10 мин до 6 ч, после чего медленно охлаждались и сушились. Коэффициент диффузии ионов металла может быть подсчитан по уравнению [c.32]

Из макроступеней развиваются макроспирали, обнаружение которых в микроскоп служит доказательством роли винтовых дислокаций в процессах роста кристаллов. Конец микроспирали можно рассматривать как сферу с очень маленьким радиусом кривизны (порядка 10 м). Диффузия к такой сфере оказывается очень быстрым процессом (см. 37). Если стадия разряда на конце спирали протекает о большой скоростью, то вершина спирали начинает расти быстрее, чем остальная часть кристалла. Это является одной из причин образования дендритов при электроосаждении металлов из водных растворов и расплавов. В процессе электролитического роста кристаллов большую роль играет адсорбция органических веществ, которые специально добавляются в раствор или присутствуют в нем как посторонняя примесь. [c.319]

Конец микроспирали можно рассматривать как сферу с очень маленьким радиусом кривизны (порядка 10" см). Диффузия к такой сфере оказывается очень быстрым процессом (см. 37). Если стадия разряда на конце спирали протекает с большой скоростью, то вершина спирали начинает расти быстрее, чем остальная часть кристалла. Это является одной из причин образования дендритов при электроосаждении металлов из водных растворов и расплавов. [c.334]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология