Задачи для самостоятельного решения
16. Как изменяется длина свободного пробега электронов в металлическом проводнике при его нагревании?
17. Во сколько раз изменится длина свободного пробега электронов при нагревании серебряного проводника от 300 до 1000 К?
Удельное электрическое сопротивление серебра при комнатной температуре равно 0,015 Ом×м, температурный коэффициент сопротивления составляет 4,1×10–3 К–1.
18. Почему удельное электрическое сопротивление ферромагнитных металлов существенно выше неферромагнитных?
19. Рассчитать электропроводность медного проводника, приняв длину свободного пробега электронов в металле равной 5 нм.
Справочные данные для меди
Плотность 8,94 г/cм3 . Молярная масса 64 г/моль
Число Авогадро 6,02×1023 моль–1. Заряд электрона 1,6×10–19 Кл.
20. Рассчитать электропроводность проводника из никеля, приняв длину свободного пробега электронов в металле равной 2 нм.
Справочные данные для никеля:
Плотность 8,9 г/cм3 . Молярная масса 59 г/моль
Число Авогадро 6,02×1023 моль–1. Заряд электрона 1,6×10–19 Кл.
Поверхностное легирование. Химико-термическая обработка.
Рассмотрим процесс диффузионного насыщения поверхности металла легирующим элементом. Для этого на поверхности создается высокая концентрация активных атомов легирующего элемента, которые адсорбируются поверхностью и далее диффундируют вглубь металла. Таким образом, в приповерхностном слое, называемом диффузионным слоем, создается повышенная концентрация легирующего элемента. Толщина диффузионного слоя зависит от условий протекания процесса. Например при изменении длительности процесса легирования толщина диффузионного слоя меняется в соответствии с закономерностью
|
|
|
(36)
где t –длительность процесса, А – константа.
При возрастании температуры активизируется диффузия, поэтому изменяется толщина диффузионного слоя по закону
(37)
где Q – энергия активации диффузии, B – константа.
Используем приведенные закономерности для решения задачи.
21. При азотировании поверхности металла при температуре 500 оС в течение 24 часов образуется диффузионный слой толщиной 0,2 мм. Какова будет толщина диффузионного слоя при повышении температуры процесса до 550 оС, если энергия активации процесса азотирования равна 1,5 э.в.?
Запишем соотношение (37) для первого и второго процессов легирования при температурах 500 и 550 оС.
Разделим второе уравнение на первое, получим
|
|
|
или
Откуда
Подставив в формулу известные значения толщины диффузионного слоя D1 и температур, пересчитанных по абсолютной шкале Кельвина, получим
толщина диффузионного слоя при температуре азотирования 550оС.
Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 28; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!