Припекание взаимно растворимых твердых тел

Содержание

Слайд 2

ПРИПЕКАНИЕ РАЗНОРОДНЫХ ТЕЛ Взаимно – нерастворимые тела Более сложный процесс: самодиффузия,

ПРИПЕКАНИЕ РАЗНОРОДНЫХ ТЕЛ

Взаимно – нерастворимые тела
Более сложный процесс:
самодиффузия, обусловливающая

перенос массы в область приконтактного перешейка,
диффузионное выравнивание концентраций разноименных атомов (ионов) в пределах образца.
Когда самодиффузия и взаимная диффузия осуществляются с помощью одного и того же механизма, оба процесса взаимосвязаны.

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 3

Рост плоскости контакта между А и В, имеющих поверхностные энергии αА

Рост плоскости контакта между А и В, имеющих поверхностные энергии αА

и αВ,
энергетически целесообразен при условии, если граница А – В имеет поверхностную энергию меньшую, чем сумма поверхностных энергий двух поверхностей веществ А и В, равных по площади возникшей границе А – В и исчезнувших при ее образовании

Взаимно – нерастворимые тела

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 4

Взаимно – нерастворимые тела Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Взаимно – нерастворимые тела

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 5

Первый этап: частица вещества В покроется слоем атомов (ионов) сорта А

Первый этап: частица вещества В покроется слоем атомов (ионов) сорта А
Второй

этап: увеличение контактной площади между A и B, покрытой слоем A.
Кинетика близка к кинетике припекания однородных сферических частиц, но в область перешейка будет заполняться веществом от одной частицы

Взаимно – нерастворимые тела

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 6

второй случай Распределение вещества А и В в области перешейка -

второй случай
Распределение вещества А и В в области перешейка - по

границе, имеющей форму участка сферы

Взаимно – нерастворимые тела

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 7

Взаимно – нерастворимые тела Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Взаимно – нерастворимые тела

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 8

Сравнивая случаи припекания вследствие «обволакивания» и взаимного «вдавливания» частиц, важно иметь

Сравнивая случаи припекания вследствие «обволакивания» и взаимного «вдавливания» частиц, важно иметь

в виду, что процесс идет до тех пор, пока он сопровождается уменьшением свободной поверхностной энергии.
В первом случае это приводит к полному слиянию, а во втором термодинамическая целесообразность процесса исчерпывается до достижения полного слияния частиц

Взаимно – нерастворимые тела

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 9

DA > DB Эффекты Киркендалла и Френкеля Физическая химия спекания –

DA > DB

Эффекты Киркендалла и Френкеля

Физическая химия спекания – ВО_04–

2017/18

и

– мольные доли компонентов A и B

Слайд 10

Эффекты Киркендалла и Френкеля Схематическое изображение эффекта Киркендалла (б) и эффекта

Эффекты Киркендалла и Френкеля

Схематическое изображение эффекта Киркендалла (б) и эффекта Френкеля

(в)

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 11

Эффекты Киркендалла и Френкеля Суммарный объем пор (в расчете на единичную

Эффекты Киркендалла и Френкеля

Суммарный объем пор
(в расчете на единичную поверхность

контакта)

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 12

Эффекты Киркендалла и Френкеля Эффекты Френкеля и Киркендалла, обусловленные неравенством парциальных

Эффекты Киркендалла и Френкеля

Эффекты Френкеля и Киркендалла, обусловленные неравенством парциальных коэффициентов

гетеродиффузии, при вакансионном механизме диффузии являются эффектами конкурирующими
Эффект обращения преимущественного потока вакансий – одно из проявлении специфических особенностей процесса диффузионной гомогенизации в объектах с развитой сеткой границ между элементами структуры и свободных поверхностей, граничащих с газовой фазой.
Эффект обращения может наблюдаться также и в связи с изменением активности припекающихся частиц.

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 13

Взаимно-растворимые тела При припекании одноименных твердых тел навстречу потоку вакансий направлен

Взаимно-растворимые тела

При припекании одноименных твердых тел навстречу потоку вакансий направлен поток

атомов (ионов) одного сорта. При этом диффузионное перемещение осуществляется под влиянием градиента концентрации вакансии.
При припекании взаимно-растворимых тел диффузионное перемещение осуществляется за счет взаимной диффузии и самодиффузии.

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 14

Взаимно-растворимые тела Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Взаимно-растворимые тела

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 15

Взаимно-растворимые тела А. Площадь контакта может возрастать медленнее, чем в случае

Взаимно-растворимые тела

А. Площадь контакта может возрастать медленнее, чем в случае одноименных

крупинок;
Б., В. DA>DB порообразованию в А может сопутствовать появление наростов на веществе В и впадин на частице А, расположенных вблизи приконтактной области симметрично относительно линии, соединяющей их центры. Оба эти явления объясняются неравенством встречных потоков атомов сорта А и сорта В;
Г., Д. Поверхностная самодиффузия;
Е. Испарение - конденсация

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18

Слайд 16

Взаимно-растворимые тела Пористость в диффузионной зоне и изменение формы сечения проволок:

Взаимно-растворимые тела

Пористость в диффузионной зоне и изменение формы сечения проволок: а

– Сu-Рt (проволока); б – Со-Ni (проволока). Увеличение – 70x

Физическая химия спекания – ВО_04– 2017/18