Коэффициент диффузии в расплавленных металлах

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

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]

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]

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]

Концентрация в расплаве и, следовательно, условия отделения ряда летучих компонентов определяются окислительно-восстано-вительными условиями. Важная роль при этом принадлежит водороду, создающему сильный восстановительный потенциал как на поверхности, так и в объеме жидкой фазы. Коэффициент диффузии водорода в расплаве значительно выше, чем других ионов. Растворение водорода уменьшает кислотность расплава по сравнению с воздушной средой свободные ионы кислорода, связываясь с протонами, выносятся из расплава в виде паров воды. Полученные в водороде кристаллы фторфлогопита почти не содержат изоморфных примесей железа и других переходных металлов, которые образуют самостоятельные фазы чистого железа, кобальта и т. д. Азот также снижает кислотность расплава, приводя к появлению катионов понижен ой степени окисления, непосредственно [c.13]

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]

С практической точки зрения наибольший интерес представляет равенство, связывающее скорость коррозии металла, выраженную через ток — г кор., а см , с величинами условного стандартного электродного потенциала — м /м, и коэффициента диффузии ионов в данной среде. Из условий линейной диффузии следует, что концентрация ионов М"+, выраженная в г-ион см расплава в приэлектродном слое, равна [c.193]

Коэффициенты диффузии ионов разных металлов в расплавах некоторых смесей электролитов [c.85]

Растворимость и потери металла от окис тения увеличиваются с повышением температуры. Значительное возрастание потерь металла от окисления с повышением температуры объясняется главным образом увеличением скорости окисления и переноса растворенного металла к поверхности расплав — воздух. Перенос металла к поверхности расплава происходит вследствие конвекции и диффузии. Используя полученные данные о потерях за счет окисления, Г. А. Абрамов вычислил коэффициент диффузии О по уравнению [c.265]

Потери от окисления тем выше, чем больше разность концентраций металла АС, чем тоньше слой расплава над металлом и чем больше коэффициент диффузии. С повышением температуры расплава увеличивается растворимость металла и коэффициент диффузии D, а следовательно, потери металла возрастают. [c.266]

Такая модель, будучи построенной на основе учета всех свойств расплавов и изменений физико-химических свойств при плавлении, выгодно отличается от всех существующих моделей строения расплавленных галогенидов щелочных металлов. Достаточно сказать, что наиболее распространенная, дырочная модель, хорошо описывая термодинамику этих систем, иногда не в состоянии даже качественно объяснить многие наблюдаемые эффекты, связанные с относительным пеа мещением частиц. Так, например, согласно дырочной модели, отношение коэффициентов диффузии ионов в жидком и твердом состоянии должно быть близко к единице, в то время как оно фактически имеет величину порядка 10 она объясняет возрастание электропроводности при плавлении увеличением объема соли, в то время как электропроводность нитрата рубидия возрастает при плавлении, несмотря на уменьшение объема при этом и т. д. Следует отметить, что и для термодинамических свойств в рамках квазикристаллических моделей получают количественное совпадение только при введении эмпирических коэффициентов [7]. [c.138]

Zu Z2 — заряды ионов Du D2 — коэффициенты диффузии ионов низшей и высшей валентных форм i и с — концентрация ионов низшей валентности и общая концентрация ионов осаждаемого металла в расплаве К — константа равновесия реакции взаимодействия ионов высшей валентности с металлом. [c.190]

Очевидно, что изучение эффекта Ребиндера имеет огромное прикладное и научное значение, поскольку влияние адсорбцион-ио-активных сред на механические и прочностные свойства материалов может быть весьма разнообразным. Например, ад-сорбционно-активные среды могут вызывать охрупчивание материала или прямо противоположный эффект — снижение сопротивления кристаллического материала пластическому течению, т. е. пластифицирование. Оно проявляется в снижении предела текучести и коэффициента упрочнения пластичного твердого тела. Причиной пластифицирующего действия жидкой среды считают в случае монокристаллов снижение потенциального барьера, который преодолевается дислокациями при перемещении точек их выхода на поверхность кристалла [174]. Поликристаллические металлы в контакте с некоторыми металлическими расплавами также обнаруживают способность к пластическим деформациям при нагрузках на порядок меньших, чем предел текучести чистых металлов [175]. Столь сильное действие среды связано с диффузией адсорбционно-активного расплава по границам зерен и облегчением скольжения зерен друг относительно друга. [c.102]

Характерно, что для расплавленных солей не существует прямой корреляции между диффузией и электропроводностью. Это ставит под сомнение предположение о том, что в основе этих процессов лежит какой-то один механизм перемещения частиц. При попытке увязать коэффициенты самодиффузии в расплавах с фундаментальными соотношениями Стокса-Эйнштейна и Нернста-Эйн-штейна существующие модели встречаются с огромными трудностями. Комплексная модель строения расплавленных галогенидов щелочных металлов позволяет устранить эти затруднения. [c.139]

В условиях достижения термодинамического равновесия между металлом и прилегающим к нему слоем электролита процесс коррозии лимитируется чисто диффузионными ограничениями, которые обусловлены концентрационными различиями между объемом и приэле-ктродным слоем расплава. Основной константой является коэффициент диффузии ионов корродирующего металла. [c.472]

Имеются все основания считать, что такой режим кристаллизации не только возможен, но весьма вероятен. Почти точно так же происходит кристаллизация металлов из загрязненных расплавов, которую интенсивно изучили Раттер и Чалмерс [ 18], Тиллер [133] и другие. Эти авторы показали, что у грани растущего кристалла образование слоя, обогащенного примесью, часто обусловливает резкое изменение режима роста и приводит к ячеистой кристаллизации. Кристаллы разделяются на параллельные столбчатые ячейки, вытянутые в направлении роста, при этом чистейший металл находится в середине каждой ячейки, а примеси сконцентрированы на границах, разделяющих ячейки. Со стороны фронта кристаллизации каждая ячейка оканчивается выступом, который проникает на некоторое расстояние в расплав. Этот выступ захватывает молекулы основного вещества, а оставшиеся примеси смещаются в стороны, со временем находя путь к границам ячеек кристалла. Порядок величины диаметра ячеек определяется выражением б = О V, где D — коэффициент диффузии примеси в расплаве, а и — скорость движения фронта кристаллизации. Для металлов типичны следующие величины В 10 см -секг , V яг 10 см-сек и б 10" см. [c.464]

Как было показано в ряде работ [И. 13, 15—19, 52, 531, это уравнение удовлетворительно согласуется с результатами определения коррозии весовым и аналитическим методами, если процесс контролируется лишь диффузией в расплаве и протекает в стационарном режиме. Чтобы пользоваться у р а(виением (2), шеобходамю звать услоюный стандартный электродный потенциал корродирующего металла по отношению к его ионам той валентности, с которой он переходит в электролит, а также их коэффициент диффузии при данной температуре. Определение этих величин в зависимости от температуры является самостоятельной задачей. В литературе имеются работы по определению условных стандартных электродных потенциалов Ве [54] Т1 [55—57] 2г [58—61] Н1 [62—651 ТЬ [66, 67] и [68—73], Мо [74—77] ЫЬ [78, 79] Сг [80, 81] Ре [82, 83] V [84—86] Се [87, 88] Мп [89] и др. [90—93], а также коэффициентов диффузии ионов в хлоридных и хлоридно-фторидных расплавах щелочных и щелочноземельных металлов [94—115]. [c.175]

Так как поляризация электродов в расплавленных ионных электролитах является преимущественно концентрационной, кинетика электродных процессов тесно связана с диффузионными характеристиками ионов выделяющихся металлов. Коэффициенты диффузии ионов гафния в хлоридных и фторидно-хлоридных расплавах определялись хронопотенциометрическим методом в области концентраций 0,75—2,85 масс.% гафния при температурах 680—860° С [93]. Гафний во фторидно-хлоридный расплав вводился в виде KaHfFg, катодная плотность тока была 0,15—0,4 а/см . Найдено, что зависимость коэффициентов диффузии ионов четырехвалентного гафния от температуры в хлоридном расплаве выражается равенством [c.124]

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]

Эти исследования показывают, насколько трудно получить контролируемое осаждение однородных пленок нихрома с помощью непосредственного испарения из расплава. Для этого необходимо осуществлять испарение из очень больших количеств сплава, содержание Сг в котором должно быть существенно меньше, чем в осажденных пленках. При этом испарять можно лишь небольшое количество исходного сплава. Вайд и Тиерман [205] проводили испарение из небольшого количества исходного сплава, однако данных по составу пленок ими не было приведено. Другим способом является испарение из твердого сплава. Хюиджер с сотрудниками [195] анализировали изменение состава при сублимации сплавов. Испарение производилось из проволоки при Т = 1300° С стационарное распределение достигалось после 3 ч испарения. Из анализа профиля при стационарном состоянии и из измерения уменьшения диаметра проволоки Хюиджер с сотрудниками определили коэффициент диффузии Сг в N1, который оказался равным 6,7 10"см с . Стационарная концентрация хрома на поверхности оказалась равной 3%. Если теперь эту величину подставить в уравнение, описывающее испарение, то решение даст величину отношении паров N1 Сг = 83 17, что хорошо согласуется с отношением 80 20 в проволоке. Однако давления паров обоих металлов при Т = 1300° С составляют лишь 0,25 10 и 1,8 10 мм рт. ст., так что общая скорость испарения слишком мала и составляет всего лишь [c.110]

Приведенная зависимость показывает, что чем ниже температура расплава и, следовательно, выше его вязкость ( 1 0,012 пз), тем эффективность действия ультразвука меньше. Однако при температурах выше 720° С понижение температуры жидкого металла мало влияет на эффективность дегазации. По-видимому, процесс дегазации в значительной степени зависит от вязкости расплава, так как повышенная вязкость его изменяет характер пульсации кавитационных пузырьков. С понижением температуры также уменшается коэффициент диффузии в жидком металле и, следовательно, ухудшаются условия выпрямленной диффузии водорода из раствора в кавитационный пузырек под действием звукового поля. Снижение эффективности дегазации при повышенных температурах (>720° С) связано с увеличением растворимости водорода в жидком металле из влаги окружающей атмосферы. Аналогичные данные получены на [c.456]

По данным Ю. М. Рябухина [2] коэффициент диффузии хлора в расплаве эквимолярной смеси хлоридов калия и магния равен 0,47-10 3 0,395-Ю-З 0,345-Ю-з и 0,295-10 , соответственно при 500, 650, 750 и 850 С. Коэффициент диффузии хлористого водорода в расплавах хлоридов металлов практически мало зависит от природы хлорида и от температуры. Для хлоридов калия, натрия и рубидия он равен 1 10 [3]. Эту величину приближенно можно принять и для случая диффузии хлористого водорода в хлоридах калия и магния. [c.173]

Металл и соль располагали в разных коленах U-об-разной трдгбки, которую вставляли в приспособление (рис. 1) и помещали в печь, нагретую до температуры опыта, вниз концами. После расплавления соли трубку выдерживали до 20 мин. для выравнивания темнературы, приподнимали над печью и толчком быстро переворачивали вверх металл и соль сливались вместе. При переворачивании пускался секундомер. Сразу л е после переворачивания трубку вновь опускали в печь, где выдерживали заданное время. По окончании выдержки трубку очень быстро извлекали из печи и переносили в сосуд с холодильной смесью. Этот момент фиксировали остановкой секундомера. Время опыта 15— 110 сек. Перемешивание металла и соли было необязательно, так как при высокой температуре в расплаве имеют место конвекционные токи и коэффициент диффузии достаточно велик. Охлажденную трубку вскрывали, ж ее содержание выщелачивали горячей водой. Извлекали королек металла, тщательно промывали его в кипящей воде, а в конце промывки протравливали в слабой HNO3. Затем королек взвешивали на аналитических весах и осторожно растворяли в небольшом объеме концентрированной НС1. Раствор доводили в мерной колбе до 100 или 250 мл отбирали 5 мл и запаивали их в ампулу для определения активности. Активность металлического цинка возрастала по мере увеличения времени выдержки, приближаясь к равновесной концентрации (рис. 2). [c.330]

Применение больших скоростей перемещения зоны приводит к снижению эффективности разделения. Когда коэффициент распределения меньше единицы, перемещение зоны должно быть достаточно медленным, чтобы примеси из кристаллизующейся части зоны успели переместиться и продиффуидировать в плавящийся слой. Кроме того, скорость зоны должна обеспечивать возможность ориентации молекул основного компонента так, чтобы способствовать росту кристаллической решетки. Наконец, перемещение зоны не должно быть слишком быстрым еще и потому, что в таком случае образовавшиеся кристаллы основного компонента могут захватывать во время их быстрого роста жидкость с повышенной концентрацией примеси. При высокой степени очистки на подвижной поверхности раздела жидкой и твердой фаз должны образовываться крупные кристаллы правильной формы. Когда кристаллизуются металлы из расплава, их атомы образуют элементарную решетку. Так как каждый атом имеет сферическую форму, то как только центр его займет удобное положение, атом может располагаться независимо от ориентации. Поэтому при выборе скорости передвижения зоны для металлов важным фактором является диффузия примеси из фронта кристаллизации. Теория диффузии в применении к зонной очистке разработана рядом ученых (Бауртон, Прими, Шлифтер, 1953 Пфанн, 1958) [c.39]

Контактно-реактивное плавление обычно начинается от мест контакта выступающих неровностей на соприкасающихся поверхностях деталей, и поэтому его фронт вначале состоит из отдельных сегментов, а впоследствии выравнивается в общую линию [15]. При дальнейшем развитии контактно-реактивного плавления жидкая фаза может возникать по границам зерен и по некоторым дефектам кристаллитов, что объясняется более высоким (на несколько порядков) значением коэффициентов граничной диффузии по сравнению с коэффициентами объемной диффузии. Образование жидкого расплава по границам зерен обычно имеет место у того из контактирующих металлов, в котором растворимость другого металла мала или в нем содержится достаточно большое количество растворимой примеси [19]. Эффект межзерен-ного контактно-реактивного плавления ослабляется с повышением температуры пайки. Это связывают с влиянием примесей на диффузионную подвижность атомов, например, олова в сплавах Сё—В1. [c.56]