Слова і словосполучення:

катализатор – каталізатор;

адсорбция – адсорбція;

замещение – заміщення;

внедрение – проникнення, (проникання);

твёрдорастворная диффузия – твердорозчинна дифузія.

Текст № 26.

Взаимодействие компонентов при насыщении в условиях твердорастворной диффузии.

Характер взаимодействия компонентов материала основы и покрытия определяется диаграммой фазового равновесия рассматриваемой системы. Простейший вариант взаимодействия между основой и покрытием реализуется в том случае, если покрытие производят материалом, образующим с основой непрерывный ряд твердых растворов, например, в системе медь – никель.

Характер взаимодействия компонентов в системе медь – никель показывает, что в системах с непрерывным рядом твердых и жидких растворов после диффузионного насыщения при любых температурно-временных режимах обработки в пределах твердофазного состояния, реализуется один и тот же механизм формирования слоя.

Он заключается в образовании в тонких поверхностных фильмах твердых растворов замещения никеля в меди, что создает градиент концентрации по расстоянию от поверхности и обусловливает возможность дальнейшего диффузионного проникновения атомов никеля вглубь меди. Количество растворенного никеля максимально на насыщаемой поверхности и убывает по плавным кривым вглубь насыщаемого изделия.

Слова і словосполучення:

взаимодействие – взаємодія;

температурно-временной режим – температурно-часовий режим;

градиент – градієнт;

проникновение – проникнення.

Текст № 27.

Основные законы диффузии, описывающие формирование слоя при насыщении

В основе процессов формирования покрытий при насыщении лежат фундаментальные законы диффузии (законы Фика). Согласно первому закону Фика, диффузионный поток вещества через данное сечение в единицу времени прямо пропорционален перепаду концентраций dC/ д x и площади сечения S.

Изменение концентрации диффундирующего вещества со временем в некоторой области пространства описывается вторым законом Фика.

Количество диффузионно проникающего вглубь вещества (dm) определяется выражением:

dm = -D*(dC/dx)*dS * dῑ

где dС/дх - градиент концентрации (определяется распределением концентрации (dС) например, никеля по расстоянию (дx)); dS - площадь поверхности образца, на которой измеряется проникновение никеля вглубь образца; dῑ - время; D - коэффициент диффузии, соответствующий количеству вещества, продиффундировавшего за 1 сек. через площадку поверхности 1 см при градиенте концентраций dc/д х, равном 1.

Размерность коэффициента диффузии см/с. Знак минус перед D показывает, что диффузия сопровождается перемещением атомов от объемов с большей концентрацией к меньшей.

Слова і словосполучення:

диффузионный поток – дифузійний потік;

площадка – ділянка;

никель – нікель.

Текст № 28.

Технологические параметры химико-термической обработки

Анализируя основные уравнения законов диффузии, рассмотренные выше, можно видеть, что основным фактором, определяющим скорость диффузии, является коэффициент диффузии (D):

D = Do * exp(-Q/RT)

где Do - предэкспоненциальный множитель, см/с; Q - энергия активации диффузии, Дж/г-атом; R - газовая постоянная, имеющая значение 8,318 Дж/г-атом; Т - температура, К.

Температура стоит в этом выражении в показателе степени при экспоненте, поэтому рост температуры очень сильно влияет на увеличение глубины проникновения атомов. Экспериментально установлено, что глубина слоя (Х) экспоненциально растет с повышением температуры насыщения.

От продолжительности выдержки (ῑ) глубина слоя находится в параболической зависимости:

X² = K * ῑ,

Эти зависимости лежат в основе выбора технологических параметров диффузионных покрытий. Температуру в этой связи целесообразно выбирать предельно высокой.

Ограничениями могут явиться лишь проявления негативных последствий, таких как усиленный рост зерен слоя или сердцевины изделий, пережег, оплавление, окисление и др. Время выдержки при насыщении не должно быть слишком большим, поскольку эффект прироста слоя с увеличением времени выдержки уменьшается.