Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Шиняев А.Я. Фазовые превращения и свойства сплавов при высоком давлении

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

6.76 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 167 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

фиксированным углом к счетчику. Специальными опытами по

казано, что узкая щель мало изменяет			прочность цилиндра				уста
новки высокого давления .
В работе [38]	изучали	рассеяние	под	углом	30, 60		и 80э .
Счетчики устанавливались		по кольцу центрировки Д е б а я — Ше-
рера на различном расстоянии от образца .				Энергия		нейтронов
определялась по времени пролета ими трубы				днфрактометра, на
вводе и выходе которой прохождение			нейтронов		фиксируется
счетчиками. З н а я	длину волны нейтронов, от которых					зафикси

рован определенной интенсивности рассеянный образцом им


пульс, по уравнению			В у л ь ф а ' — Б р е г г а		h = 2dsinQ	находилось
межплоскостиое		расстояние d. Че м		меньше время		пролета		ней
тронов в дифрактометре, тем меньше межплоскостное							расстоя
ние, дл я	которого выполняется уравнение				Вульфа — Брегга .
При	разной	энергии	нейтронов	счетчик фиксирует			д л я	вы
бранного	угла	рассеяния серию пиков, относящихся к					различ
ным межплоскостным расстояниям				кристалла . Н а рис. 63 приве

дено распределение пиков дл я разных hid висмута в камере вы

сокого давления .	Попытка получить картину рассеяния висму
том рентгеновских	лучей не увенчалась успехом, та к ка к в нем
слишком велико поглощение рентгеновских лучей.
Н а рис. 64 приведены результаты исследования фазовой ста
бильности d - Fe 2 0 3	при давлении . Н а рисунке видно, что в a - Fe 2 0 3

имеется фазовый переход при 6 кбар, что связано с изменением магнитного момента в гематите под действием давления и темпе

ратуры. Это положение подтверждается регистрацией					импульсов
(100) и	(111),	обусловленных	магнитным	упорядочением в
a - F e o 0 3 .
~ Приведенные		выше примеры	свидетельствуют о		больших
возможностях иейтрографии при высоком давлении					д л я иссле
дования	структуры сплавов, образующихся			между	близкими

элементами, когда рентгеновские методы мало эффективны, а иногда и совсем не пригодны. Наличие магнитного момента у нейтронов делает весьма перспективным направление нейтроно


графии	дл я исследования				магнитной	структуры	кристаллов			и
кинетики магнитного			упорядочения.
Изучение ядерного			магнитного резонанса и э ф ф е к с а Мессбау-
ера при высоком давлении . Явление						ядерного магнитного			резо
нанса	( Я М Р )	основано		на	индуцировании переходов			м е ж д у		зе-
емановскимп		уровнями		с расстоянием		AF = hyH,	которые		обра
зуются	при помещении			образца с отличным от нуля				магнитным
' й о м е и т о м в магнитное				поле Н [39]. Если в направлении, перпен

дикулярном к направлению поля Н, включить переменное маг

нитное	поле частоты со, то оно начинает индуцировать		переходы
между	зеемановскими	уровнями, сопровождающимися	поглоще
нием н	испусканием	энергии. Пр и резонансной частоте, равной
~т = щ = уН, вероятность переходов резко возрастает.			Н а й т в

1948 г. обнаружил, что резонансная частота в металлическом состоянии всегда отличается от резонансной частоты того же ядра в неметаллическом состоянии. Изменение этого эффекта,

получившего	название	эффекта	изомерного смещения	(иногда
его называют	сдвигом	Н а й т а ) ,	непосредственно связано	с изме

нением электронной плотности в зоне проводимости. По данным изомерного сдвига в сплаве и чистых его компонентах опреде ляется изменение концентрации электронов проводимости при образовании соединения. Н а основании этих данных можно сде л а т ь заключение относительно возможности образования соеди нения в данной системе.

°3

	О	£ 8	72 76 20 24 2S 32
			ДпВлвние, ніїпр
Рис. 64. Фазовый		переход в a-Fc^O;,, исследованный			нетронографнческим методом [3S] на
технических	образцах		( / — о х л а ж д е н и е ,	2 — н а г р е в )	н специально приготовленных для
проведения	исследовании (3 — о х л а ж д е н и е )
Рис. 65. Ячейка		для исследования эффекта Мессбауера в тетраэдрической камере [42}
/ — образец. 2—		диски	из нитрида бора,	3— камера из аморфного бора

Эффект Мессбауера основан на определении ширины линии гамма-излучения анализируемых атомов. Изучение этого эф фекта дает информацию об окружении анализируемых атомов в сплаве, что связано с изменением состояния внутренних электро нов атома — гамма - спектра . Поэтому результаты измерения эф фекта Мессбауера являются дополнением к данным, получаемым при помощи Я М Р .

П р и изучении явлений	Я М Р и эффекта Мессбауера не требу
ется прямого контакта	с образцом (рис. 65), поэтому этот

метод, очень удобен при проведении исследований в камере вы сокого давления .

Наиболее легко проводить изучение эффекта Мессбауера на элементах, дл я которых имеется радиоактивный изотоп, гаммаизлучение которого близко к энергии возбуждения ядер иссле дуемых атомов.


	П р и	исследовании		влияния высокого давления вплоть						до
200	кбар на		эффект	Мессбауера		с применением		изотопа		С о 5 7
(Fe5 7 )		в пирите и других соединениях ж е л е з а						было	получено
значительное			возрастание плотности s-электронов и расщепле
ние	линий,		обусловленное		квадрупольным		взаимодействием.
Аналогичные			исследования		были	выполнены	на	меди,	ванадии,

титане. Пр и этих	экспериментах т а к ж е определялось изомерное-
смещение (сдвиг	Найта) и характеристическая температура .

Д л я исследованных металлов было получено, что характеристи ческая температура мало меняется с давлением, тогда ка к изме нение величины изомерного смещения свидетельствует о пере

распределении в условиях высоких давлений

4 5 — 3 d электронов

[40]. Влияние давления на характеристики эффекта

Мессбауера

тщательно исследовалось на примере железа,

та к ка к д л я этого-

элемента имеется

удобный изотоп Fe5 7 . Никель и Ю р а [41] изу

чали эффект Мессбауера с использованием наковален

Б р и д ж -

мена при давлениях до

140 кбар. В работе Пипкорна и др . [42]'

на такого, ж е типа

установке

эффект Мессбауера

изучался

при

давлениях до 240 кбар. В работе [43] приведены

наиболее

под

робные

данные

исследования влияния давления на эффект М е с с

бауера

в железе . .Эксперименты

проводились

на

тетраэдрмче-

ской установке

в диапазоне давлений от 0 до 85 кбар с

исполь

зованием изотопа Fe5 7 , который электролитически

наносился

слоем толщиной

0,0025 см на железную

фольгу. Н у ж н о е

распре

деление изотопа

Fe 5 7 в ж е л е з е достигалось путем диффузионного

отжига. Установлено, что ширина линий

не изменяется при д а в

лении,

но изменяется их интенсивность

(рис. 66). Анализ

этих

данных

показал, что давление

вызывает

поляризационный

э ф

фект в железе, при этом

ось

магнитных

моментов

выходит

из-

плоскости фольги. Этот эффект обратимый.

В этой ж е работе установлено

линейное

изменение изомерно

го смещения

ж е л е з е

при

давлении,

которое

имеет

наклон

(—7,46 ± 0 , 2 1 ) • Ю - 5

см-сек~1

кбар~К Это

является

свидетель

ством возрастания

плотности электронов

проводимости при уве -

-яичении давления . Изомерное смещение

ОІДК

ж е л е з е

изуча

ю с ь т а к ж е в работе Мезиса и Д р и к а м е р а [44]. В этой работе при

исследовании

в диапазоне давлений до 130 кбар было установле

но, что линейное изменение изомерного

смещения имеет

место

только до 60 кбар. Пр и дальнейшем увеличении давления

процесс

увеличения плотности электронов замедляется . Перераспределе

ние электронов происходит	з а счет перехода	последних	с уровня
4s на уровень 3d.
В работе П а н ю ш к и н а	[45] при изучении	фазового	перехода

SnI — SnI I с помощью эффекта Мессбауера обнаружено, что мессбауеровская линия S n 1 1 9 испытывает большой скачок в точкеперехода. Влияние давления на мессбауеровские линии опреде ляется изменением волновых функций атомов, прямым подтвер-

'Ждением которого являются результаты измерения				изомерного
сдвига [46].
Таким	образом,	изучая явления Я М Р и эффекта		Мессбауера
при нормальном и высоком давлении,			можно сделать вывод о
влиянии	давления	на взаимодействие	металлов,	возможности

Рис. fiii. Изменение интенсивности мессбауеролскнх линий в железе при комнатной тем пературе п различном давлении [43]

Рис. 67. Схема оптического микроскопа для исследования	в условиях высоких давлений
[•17]
/ — а л м а з н ы е наковальни, м е ж д у которыми помещается	образец, 2 — направление луча
света, 3 — рычаг, передающий давление от пружины 4

о б р а з о в а н ия соединений, что имеет исключительно' большое зна чение дл я развития физической теории сплавов.

Оптический микроскоп при высоком давлении. Идея созда=- чия оптического микроскопа дл я изучения объектов под давле нием возникла в связи с применением алмазов в качестве нако


вальней		Б р и д ж м е н а .		Удивительные		свойства алмаза — несрав
ненная		твердость	и	оптическая	прозрачность — позволили				сде
л а т ь	ячейку высокого			давления	доступной д л я наблюдения . Д л я
мелей	оптических		исследований		в работе [47] была			использована
а л м а з н а я ячейка			типа наковален с			механическим		нагружением
(рпс. 67), в которой				можно было		создавать	давление		выше
100 кбар. В первых				вариантах	она	применялась		д л я изучения
таких	материалов,		которые при толщине 0,1 мм				пропускали ви

димый свет. Используя методику изучения образцов на просвет, можно было наблюдать фазовое превращение при изменении давления . Такие исследования были проведены на примере сое"7


динения AgCl, в		котором	н а б л ю д а л и	фазовый	переход		при
90	кбар, а т а к ж е	Fe ( О Ц К - Г П У — переход при			130	кбар [48]).
	Вследствие различного		преломления,	рассеяния,		поглощения
и	значения других	оптических характеристик в			разных		фазах

фазовый переход легко просматривается . В поле зрения микрос-

копа вначале отмечается переход в центральной части, где дав

ление больше. П р и увеличении давления	круг расширяется, при
уменьшении давления — сужается .
В настоящее время высокобарный оптический микроскоп на
шел применение д л я центровки а л м а з н ы х	наковален	по перехо
ду в КСІ при давлении около 20 кбар. Н а	наш взгляд,	микроскоп
в таком виде можно использовать и д л я изучения разных метал

лических объектов по отражению в обычном и поляризованном

свете. По-видимому, д л я	этих целей более удобна а л м а з н а я	уста
новка, описанная Асландияровым и Верещагиным [49].
Методы исследования	стабильности фаз, образующихся	при

высоком давлении. Многие фазы, образующиеся в металлических системах, могут сохраняться в метастабилы-юм состоянии дли тельное время при комнатной н повышенных температурах . В не которых случаях это состояние может быть сохранено только при низких температурах . Изучение стабильности фаз высокого дав ления имеет большое значение для создания материалов с но выми свойствами, полученных при высоких давлениях . Такие ма териалы могут быть очень прочными, как, например, алмаз, яв ляющийся метастабильной модификацией графита . Эти материа лы могут иметь н другие полезные в практическом отношении ха рактеристики.

Д л я исследования фазовой стабильности металлических мате риалов после снятия давления может быть использован весь арсенал методик, применяемых д л я изучения структуры и свойств металлов при нормальном давлении . Однако предпочте ние отдается методам, позволяющим быстро регистрировать из менение фазового состояния металлов и сплавов в зависимости

'туг	времени.	В	наших	работах	[50] изучение фазовой	стабильно
сти	сплавов	системы		In—Sb,	закристаллизованных	под д а в
лением 5, 10		и	30 кбар, проводилось на высокотемпературном

микроскопе типа «Philips». Высокотемпературная система мик

роскопа позволяла проводить нагрев до		1200° С.	П р и м е н я я эту
методику, можно	было наблюдать все	моменты	превращения
сплава в равновесное состояние, отвечающее строению				д и а г р а м м
состояния при нормальном давлении .
Несомненный	интерес представляет	т а к ж е отжиг		метаста-

бильных материалов, полученных при высоких давлениях, с не прерывным измерением электросопротивления, магнитного на сыщения, объема и других свойств. В этих случаях фазовый пе

реход	легко обнаруживается по скачкам на кривых изменения
'этих	свойств.
В	заключение следует отметить, что многие из		описанных
выше методов исследования при высоком давлении			р а з р а б о т а н ы
в последние годы. В настоящее		в р е м я проводится большая ра
бота	по разработке новых методик исследования металлических
материалов в условиях высоких		давлений . В этом	отношении

5 А. Я. Шиняеп

п р е д с т а в л я ют большой интерес методы, основанные на изучении точечных дефектов, диффузионных процессов, магнитных, опти ческих, полупроводниковых, сверхпроводящих и других свойств. Описание некоторых из новых методов можно найти в трудах Гренобльской конференции по физическим свойствам твердых тел под давлением [51].

ЛИТЕРАТУРА

С. Hail garth,

I . С. Getting,

G. С. Kennedi/.

J. Appl. Phys,

1967,

38, N 12,

4557.

Ф. П. Банди,

Г.

Стронг. Поведение

металлов при высоких давлениях

и температурах. Нзд-во «Металлургия»,

1965.

А". М. Стронг. Плавление и другие

фазовые

превращения

при

высоких дав

лениях.— Кн. К- Свенсон. «Физика

высоких

давлений», ИЛ,

1963.

Д.

Б. Чернов,

А. Я. Шпняев.

ПТЭ,

1971,

№

223.

/\. lochiki,

Tukoshi.

Phys. Letters,

1966,

23,

11.

Modern Very High Rressure. R. IT. Wentorf

(Ed.). N. Y.—London,

1962.

V. Glotigherti/,

L . Kaufman. High

Pressure

Measurement. Washington,

Bullerworths,

1963.

Bretischeider,

H. Warlimont.

Z. Metallkunde,

1968,

59,

740.

King,

I . R.

Harris.

J. Less-Common

Metals,

1970,

20,

237.

10. Д.

Кеннеди,

P. Ньютон.— Сб. «Твердые

тела

под

высоким

давлением».

Изд-во «Мир», 1966.

11.

И. А. Бенделиани,

Л.

Ф. Верещагин.

ЖФХ,

1969, X V I I I ,

№ 6,

1631.

12.Л1". L . Eatough. High Pressure, High Temperature Syntheses. Diss. Dep. Chem. Bringham Young Univ., 1968.

13.W. M. Cohn. Phys. Rev, 1933, 44, 326.

14. L . R. Frevel. Rev. Scient. Instrum, 1935, 6, 214.

15.Л. Ф. Верещагин. Рентгепоструктурные исследования вещества при высо ких давлениях. Пшиожение к книге К. Свенсона «Физика высоких дав лении», ИЛ, 1963."

16.J. С. Jamieson. Progress in Very High Pressure Research. Wiley and Sons, 1961.

17.G. Hagg. Rev. Scient. Instrum, 1947, 18, 371.

18.

C. Jamieson,

W. Lawson.

J. Appl. Phys,

1962, 33,

776.

' 19.

D. B. McWhan,

W. L . Bond.—Rev.

Scient. Instrum,

1964,

36,

626.

20.

J. C. lemieson.

Trans. Roy. Soc. Canada, 1966,

IV, N 3,

263.

21.

E. A. Perey-Albuerne,

Forsgren,

G. Drickatner.

Rev.

Scient.

Instrum,

1964,

35,

29.

22.

Minotnura,

Hagasaki,

Wakabayashi.

Paper Sympos

Accurate

Cha

racterization

High

Pressure

Environment, Washington,

14—18 Oct.

1968.

23.

/ .

C. Jamieson.

Science, 1963, 139, N 3556, 762.

24.

C. Jamieson.

Science,

1963,

140,

3562,

72.

25.

P. Dandekar,

C. Jamieson.

Trans. Amer. Cryst. Assoc,

1969,

19.

26.

Л.

Ф.

Верещагин,

С. С. Кабалкина,

А. А.

Котилевич.—

ЖЭТФ,

1966,

22,

1181.

С. С. Кабалкина,

Л. Ф. Верещагин,

Л.

М.

Литягина.

Докл.

АН

СССР,

1967,

176,

№

1044.

27.

/ . D.

Bamett,

Н.

Т. Hall.

Rev.

Scient. Instrum, 1964,

35,

175.

28.

/. D.

Burnett,

V. E.

Bean,

T. Hall.

Appl. Phys,

1966, 37, N 2, 875.

29.

G. J. Piermarini,

С. E. Weir. J. Res.

Nat.

Bur.

Stand,

1962, 66A, N 4, 325.

30.

C. Weir,

S. Black, G. Piermarini.

Res.

Nat.

Bur. Stand,

1965,

69C,

N 4,

275.

31.

W. A.

Bassett,

T. Takahashi,

H. К. Mao,

J. S.

Weaver. J. Appl. Phys,

1968,

39,

319.

АО

С. Б. Александров,

Л. Ф. Верещагин.

Докл.

АН

СССР,

1969,

187,

№

1271.

Basseti,

Т.

Takahashi,

К.

Campbell.

Trans. Amer.

Cryst. Assoc.,

1969,

93.

Lippincott,

II.

C. Duecker. Science,

1964,

144,

1119.

35.

К.

Mao,

Bassett,

T. Takahashi.

Appl. Phys.,

1967,

38,

272.

36.

Freud,

Mori.

Trans. Amer. Cryst. Assoc.,

1969, 5,

155.

37.

В.

Giessen,

G. E.

Gordon.

Science,

1968,

159,

N 3818,

49.

38.

Brugger,

Bennion,

T. G. Worlton,

R. Myers.

Trans. Amer.

Cryst. Assoc., 1969, 5, 141.

39.

И. Ф. Щеглов.

УФН, 1962, 86, № 2, 267.

40.

И. Drickamer.

Advances in High Pressure Research, 1968, 2,

171,

354.

41.

M. 1-licol, C. Jura.

Science,

1963,

141,

1035.

G. Dc

Pasquali,

Drickamer,

42.

Pipkora,

С. K.

Edge,

Debrimner,

Я.

Fraueiifelder.

Phys. Rev.,

1964,

135, A

1604.

43.

W. H.

Southwell,

L . Decker,

II. B.

Vanjleet.

Phys. Rev.,

1968,

171,

354.

44.

/. A. Moyziz,

G. Drickamer.

Phys. Rev.,

1968,

171, N

389.

45.

В. H. Ланюшкин.—ФТТ,

1968,

10,

№

1915.

46.

G. I \ . Werthein.

Messbauer

Effect.

Y.,

1964.

47.A. Van Vakenburg. High Pressure Measurement. Washington, Butterworths, 1963.

48.	Ho-Kwang Mao,		W. A.		Basseti,	T. Takahasi. J. Appl. Phys., 1-967,			38,	N 1,
	272.
49.	С. В. Асландияров,		Л. Ф. Верещагин.				Докл. АН СССР, 1969,	187,	№ 6,	1271.
50.	II. И.	Корнилов,	А.	Я.	Шиняев,	Д.	Б. Чернов, Г. И. Хохлова.	Докл.		АН
	СССР,	1971, 201,	№	3.	135.

51.Colloques Internat. «Les Proprietes physique des solids sous pression». Gre noble, 8. Sept. 1969. Paris, Centre Nat. Rech. Scient., 1970.

Гл а ва 3. В Л И Я Н И Е Д А В Л Е Н И Я НА Д И Ф Ф У З И Ю

ИСВЯЗАННЫЕ С НЕЙ ПРОЦЕССЫ

Диффузионные процессы являются фактором, определяющим все зависимые от времени процессы в металлах и сплавах [1]. В ос нове диффузионных процессов л е ж и т акт термического переме щения атомов в кристаллической решетке. Скорость протекания процесса диффузии зависит от величины энергетического барь ера, который необходимо преодолеть диффундирующему атому, и механизма этого процесса. В настоящее время накоплено мно го данных, убедительно показывающих, что при нормальном дав лении процесс диффузии не может осуществляться без присутст

вия дефектов кристаллического строения. В отсутствие	дефектов
д и ф ф у з и я может проходить только по типу внедрения	элементов

с малым атомным диаметром, в частности, газов и некоторых


металлов		(щелевой механизм д и ф ф у з и и ) . Все	бездефектные ме
ханизмы (кольцевой, обменный) не получили			экспериментально
го подтверждения.
Однако, как показано в последних работах			[ 2 ] , щелевой ме
ханизм	в некоторой мере может сосуществовать с			вакапепонным"
в ряде	металлов. Роль этого механизма возрастает			при переходе
к высоким		давлениям .

Многочисленные исследования показали, что процесс диф фузии в поликристаллических м а т е р и а л а х начинается с межкристаллитной диффузии, развивающейся в пространстве между дву мя соприкасающимися кристаллами . Этот процесс диффузии имеет скорость на 4—5 порядков больше скорости диффузии в объеме кристаллов . В объемной диффузии определяющим моментом является концентрация равновесных вакансий, а межкрпсталлитная д и ф ф у з и я зависит главным образом от плот ности дислокации в межзеренном пространстве.

Вусловиях высоких давлений изменяется энергетическое

состояние атомов в кристаллической решетке и состояние все го кристалла . Естественно, что в этом случае изменяются и усло вия осуществления диффузионного акта перемещения атомов п кристаллической решетке.

Взаимодействие атомов в кристаллической решетке опреде ляется в основном валентными электронами и в металлических

телах — коллективизированными	электронами .	Уменьшение
электросопротивления металлических тел при		высоком	давле
нии убедительно свидетельствует	о перераспределении		электро

нов проводимости в металлах под давлением . Характерно, что при высоком давлении превалирует тенденция к металлизации у всех твердых тел, включая полупроводники и изоляторы, так как электросопротивление практически всегда снижается при уве личении давления .

Изменение междуатомного взаимодействия	при высоком дав
лении находит отражение на всех характеристиках		твердого
т е л а — с ж и м а е м о с т и , температуры плавления,	упругих	и других

характеристик, имеющих непосредственное отношение к процес су диффузии . Н а основании этого можно ожидать, что в условиях

высокого давлений	характеристики процесса диффузии	т а к ж е
будут изменяться.
Д и ф ф у з и о н н ы е	процессы тщательно исследовались на	мно

гих металлических м а т е р и а л а х в нормальных условиях по дав лению, однако имеется всего немногим более д в а д ц а т и п у б л и - v каций по диффузии в условиях высоких давлений . Причиной это го является то обстоятельство, что и при обычных условиях ис

следование диффузии — трудоемкий		эксперимент,		но	при	пере
ходе к высоким давлениям эти трудности			во много		раз	возра
стают.
При изучении процесса диффузии при высоких					давлениях
важно знать особенности изменения величины				коэффициентов
самодиффузии в чистых м е т а л л а х		и диффузии		компонентов в
сплавах, а т а к ж е характеристик процесса			взаимной		диффузии . .
Это имеет. первостепенное значение		д л я установления механиз
ма процесса диффузии . В связи	с этим представляет т а к ж е					инте
рес рассмотрение особенностей	изменения		характеристик			конт

ролируемых диффузией процессов. Чтобы охарактеризовать со

стояние этих вопросов, остановимся на некоторых	наиболее	в а ж
ных результатах, полученных при исследовании	диффузии	при
высоких давлениях .

Теоретические основы описания процесса диффузии при высо ком давлении. Наиболее общее уравнение диффузии D=f(T, Р) для описания зависимости коэффициента диффузии D от давле ния Р и температуры Т было получено на основе термодинами ческого рассмотрения процесса. Д л я температурной зависимости D уравнение имеет вид:

О = Л е - Л 0 / « г ,

(3.1)

где AG — изменение свободной энергии процесса диффузии, ко торую необходимо затратить на перевод одного моля диффунди рующих атомов из равновесного в активированное состояние; А — предэкспоненциальный множитель, который д л я кубиче-

ских структур металлов может быть достаточно обоснованно представлен в виде:

	/1 = сш' 2 7 - /,					(3.2)
здесь	а — численный			коэффициент, зависящий	от	структуры,
а — период		решетки,		v — средняя частота колебания		диффунди
рующего		атома,	/ — корреляционный фактор,		учитывающий
различие вероятностен перескока атомов. Величина AG опреде
ляется	как
	bG	= E —	TS + PV.			(3.3)

При независимых переменных Р и Т имеет место следующее со-" отношение д л я изменения объема кристалла ДУ и энтропии AS при переходе моля диффундирующих атомов в активирован ное состояние:

Подставляя уравнение (3.1) в уравнение (3.4), получаем:

4 M ^ = - 4 ^ U ^ ( ^ ) r . (3.

Рассмотрим соотношение величин 1-го и 2-го членов в уравнение

(3.5). Значение д\па2/дР можно					оценить		по сжимаемости, а
dlnv/dP	— на	основе	соотношения			Грюнайзена.		Действительно,
из данных о сжимаемости для кубических							металлов имеем:
	'dlna2 ^		nfd\na\	2		,		(3.6).
		дР	f i i H £	\ = l	X	,		(3.6).
		дР
где % — коэффициент сжимаемости,						порядок величины которого
следует	из	а (д l n —	1 = \|3%, г	Д е	Р — константа			Грюнайзена,
		\ dp	I т

величина которой для металлов составляет 3—6 [3]. Однако это рассмотрение справедливо, если D определяется непосредствен но в условиях высокого давления, например, с помощью метода ядерного магнитного резонанса. В том ж е случае, если диффузи онная зона анализируется при нормальных условиях, величина

| ^ = 0 . О б щ а я величина второго члена в уравнении (3.5) составля ет величину менее 0,5 смг/г-атом. Если учесть, что изменение объ ема AV на порядок больше этой величины, то вторым членом в" уравнении (3.5) можно пренебречь. В этом случае величина ДУ может быть определена следующим уравнением:

З н а я D для различных значений Р, можно по уравнению (3.7)

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 167 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ