книги из ГПНТБ / Бокштейн, С. З. Диффузия и структура металлов

Серия под общей

редакцией

М. Л. БЕРНШТЕИНА, И. И.

НОВИКОВА

ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА

В

последние

годы

в

СССР

получены

ценные

научные

результаты

в

области исследования

строения

и

свойств

металлических

сплавов,

физической

природы

фазовых

и

структурных

превращений

в

них.

Улучшены

многие

экс­

плуатационные

свойства

сплавов

и

расширены

области

применения

их в технике.

В

серии

«Успехи

современного

металловедения»,

под­

готовленной

известными

учеными

нашей

страны,

осве­

щаются достижения

отечественной

науки

о

металлах

и

обобщаются

важнейшие

данные

по

наиболее

актуаль­

ным

вопросам

металловедения.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

j

7

Г л а в а

I. Влияние

неравновесных

вакансии

на

диффузи­

онные процессы

9

Постановка вопроса . . .

9

Источники

и стоки

вакансий

13

Методы

изучения

релаксационных

характерис­

тик вакансий

19

Релаксационные

свойства

вакансии

в

алюминии

и его сплавах

24

Условия

устойчивости

неравйовесных

вакансий

28

Диффузия

в

условиях

избытка

или

недостатка

вакансий

34

Г л а в а

П. Влияние

дислокаций на диффузионные процессы

43

Постановка

вопроса

43

Теория вопроса .

ь

исследований

. . . .

44

Методы

и

результаты

47

Дислокация

и диффузия

примесей

внедрения .

61

Прямое

наблюдение диффузии

по

дислокациям

методом

электронномнкроскопической

авторадио­

графии

65

Образование

дислокаций

в

диффузионной зоне

73

Г л а в а III. Диффузия

по

границам

зерен и фаз

75

Введение. Структура высокоугловых

границ . .

75

Методы

исследования

диффузии

по

границам

зерен

.

86

Результаты экспериментальных

исследований .

97

Некоторые особенности диффузии по границам

зерен

102

Топография

диффузионных

потоков

по грани­

цам зерен

132

Диффузия

тіо

границам

фаз

135

Г л а в а

IV. Диффузия

в поверхностном

слое

147

Структура

поверхностного

слоя

147

Поверхностная

диффузия

151

О возможности замедления диффузии в поверх­

ностном

слое

металла

185

Список литературы

199

роли электронной

структуры

(между тем,

отдельные

исследования

указывают на

существенную

роль

ее

в

диффузионной

подвижности),

,роли

коллектива

атомов

в элементарном акте перескока

отдельной

частицы,

ро­

ли

диффузионной

подвижности

в с л о ж н ы х

процессах,

где

особый интерес представляет оценка

удельного

ве­

са д в и ж е н и я атомов по дислокационному механизму

и

перемещения

по диффузионному

механизму.

Р а с с м а т р и в а я

развитие проблемы

диффузии

за 'по­

следние годы,

автор стремился

обсудить

главным

об­

анализе в диффузии

роли неравновесных вакансий и дис­

локаций,

диффузии

по г р а н и ц а м

зерен, фаз и

в

припо­

верхностном слое.

Автор

в ы р а ж а е т

глубокую признательность

доктору

физико-математических наук Б. С. Бокштейну

за

тща­

тельный

просмотр

рукописи и

творческую

помощь,

ПОСТАНОВКА ВОПРОСА

Среди

различных

несовершенств

кристаллической

•решетки

огромную

роль

играют

точечные

дефекты,

«

первую

очередь

вакансии.

Кроме того, вакансии

суще­

ственно

влияют

на

'физические

свойства

кристаллов

(электропроводность,

теплоемкость и др.)-

П о м и м о это­

го, он и имеют в а ж н о е

значение в .процессах диффузион­

ного перемещения

атомов,

а

из этого следует,

что

они

влияют

и

на

механические

свойства,

прочность

и

плас­

тичность

материалов,

особенно

при

высоких

темпера­

турах.

Общепринятая точка зрения заключается в том, что

основным

механизмом

диффузии

в чистых

металлах

и

твердых

растворах замещения является вакансионный.

Поскольку

перескок

при

в а к а н с и о ш ю м

механизме

включает

о б р а з о в а н и е

вакансии и обмен местами меж­

ду ней

и

атомом, то частоту перескоков атома

Г

мож­

но записать

как

Г =

пв

ш ,

где п в — атомная д о л я

вакансий;

о — частота перескоков

вакансий.

Это приводит в конечном счете к известному

выра­

жению д л я коэффициента диффузии [3] :

Здесь

а — период

решетки;

g—<геометрический

множитель;

V — средняя

частота

колебаний

атома;

AS0 6p и

Д 5 М — изменение

колебательной

энтро­

пии

кристалла,

связанное

соот­

ветственно с образованием и пе­

ремещением

вакансии;