Поведение вакансий при закалке и отжиге
С понижением температуры (при равновесном охлаждении) снижается равновесная концентрация вакансий, вакансии мигрируют и исчезают в разного рода стоках. При быстром охлаждении – закалке – эти процессы не успевают произойти, и фиксируется избыточная концентрация вакансий (равновесная для более высокой температуры). В период закалки существует тенденция образования комплексов вакансий – ди-, тривакансий и более. Часть вакансий при миграции захватывается атомами примесей. Но если металл, пересыщенный вакансиями, нагреть, то благодаря увеличению подвижности атомов и, следственно, вакансий, весь их неравновесный избыток должен исчезнуть в стоках. Возможна также аннигиляция вакансий при встрече их с межузельными атомами. Если принять, что число стоков постоянно, а сами стоки имеют неограниченную емкость, то зависимость концентрации вакансий от времени отжига, (т.е. скорость изменения концентрации вакансий) подчиняется уравнению химической реакции первого порядка:
, где С – концентрация реагента, К – константа скорости реакции.
закон действующих масс - скорость химической реакции в каждый момент времени пропорциональна концентрациям реагентов, возведённым в некоторые степени равные порядку реакции.
В нашем случае:
-dn/dt=Kn
Где n – число вакансий, К – константа скорости «реакции», зависит от коэффициента самодиффузии и геометрии стока.
Преобразование приведенного уравнения дает:
С= С0 exp(-Kt)
следовательно, концентрация вакансий экспоненциально уменьшается при увеличении времени отжига.
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 38; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!