NANOMATERIALY METALICZNE - WYKŁAD 10
Dyfuzja - migracja cząstek pod wpływem gradientu stężenia.
1 prawo Fioka
J = -D dN/dx, J-przepływ dN/dx - gradient stężenia D-współ . dyfuzji
2 prawo Fioka
dN/dt = D d^2N/dx^2, dN/dt - zmiana stężenia
równanie transportu (równanie bilansu materii - doczytać)
Dyfuzja zachodzi najłatwiej w gazach, trudniej w cieczach.
Dla gazów:
Średniej drogi swobodnej
Średniej szybkości cząstek
Dla ośrodków lepkich:
Temperatury
Współczynnika tarcia
Dla materiałów skondensowanych (metali) ważna jest również energia aktywacji
D = D0 e^(-Ea/(RT))
Obróbka cieplno-chemiczna stali
Nawęglanie - dyfuzyjne wprowadzanie do ww stali węgla do zaw. 0,8 - 0,9 % wag. Umożliwiające poddanie dalszej obróbce cieplnej n.p. hartowaniu
W ośrodkach stałych (BaCO3 + węgiel drzewny)
W ośrodkach ciekłych (rozpuszczone sole: 75% Na2CO3 i 15% NaCl; +10% SiC lub CaC)
W gazach (ziemny, generatorowy lub świetlny; duża zaw. CO i N2); temp. 930 st.C
Azotowanie - dyfuzyjne wprowadzanie do ww stali azotu; temp. 480 - 540 st.C (opt. Temp. Dysocjacji amoniaku); czas trwania ~40 h. W stali tworzyły się azotki glinu; w Polsce stosowano stale 38 HJ i 38 HNJ (H-chrom, J - aluminium); uzyskiwano wysoką twardość (martenzyt - 63 HRC, stal azotowana - 72 HRC)
Cyjanowanie (k. slone), Węgloazotowanie (gazy) - jednoczesne dyfuzyjne wprowadzanie do ww stali azotu i węgla.
Obecność atomowego azotu wpływa na podwojenie współczynnika dyfuzji, zatem węgloazotowanie przebiega w temp. < od temp. Nawęglania.
Cyjanowanie w temp. ~500 st.C (efekt podobny do azotowania)
Cyjanowanie w temp. ~800 st.C (efekt podobny do nawęglania)
Cyjanowanie w kąpielach solnych (zaw. KCN lun NaCN)
Klasyfikacja stali - gdzieś znaleźć.