7. Диффузия по гз
Диффузия по границам зерен- это один из основных физических процессов, определяющих развитие зернограничных пластических деформаций, межзеренного разрушения, рекристаллизации в поликристаллах и сплавах, при повышенной температуре, в том числе в условиях воздействия диффузионными потоками примесей из внешней среды(из покрытий).
С созданием нового класса материала (наноструктурных) физика границ зерен и закономерности зернограничной диффузии становится очень важным с точки зрения формирования свойств.
Характеристическая особенность наноматериалов – очень маленький размер кристаллов и большая протяженность внутренних поверхностей раздела (границ). Это предполагает, что в наноструктурных материалах, процессы зернограничной диффузии будет играть определяющую роль в формировании структурно-чувствительных свойств, особенно при повышенных температурах.
ЗГД – диф. в тв. поликрист-их телах, сосредоточ. в узких зонах на ГЗ с разл. кристаллографической ориентацией.
Из-за повышенной концентрации дефектов в зоне контакта зерен дифф. перенос по ГЗ протекает быстрее, чем в их объеме, но медленнее, чем на гр-це тв. тела с атм-ой.
ЗГД – осн. механизм реализации низкотемп-го спекания и деф-ии тв. тел.
8. Кинетич. Режимы дифф. По Харрисону.
3 кинетических режима(A,B,C):
С – когда диффузионных поток распространяется только вдоль границ зерен, а диффузия в объеме практически «заморожена».
Критерий реализации такого режима:
(DV t)1/2 < δ(20) δ- ширина ГЗ.
В – в данном случае, присутствует диффузия как в объеме, так и на границе зерна.
Критерий реализации режима:
(DV t)1/2 < d/20, d – диаметр зерна
А- предельный случай, либо очень большая длительность отжига, либо очень маленький размер зерна, либо когда объем диффузии больше, чем коэффициент зернограничной диффузии. Каждый атом диф. в-ва перемещается по неск. ГЗ и в объеме между ними.
DV ~ Dв
Тогда атомный перенос может быть описан суммарным коэффициентом диффузии .
Dеff =τ Dв +(1-τ) DV τ-доля атомных мест в границе
Харрисон показал, что поликристалл можно рассмотреть как однородную среду с эффективным коэффициентом диффузии, если выполняется условие:
(DV t)1/2 >> 150 d