Img00042

46

to, że warunkiem podwyższenia wytrzymałości metalu jest albo usunięcie wszelkich nieprawidłowości sieci krystalicznej, albo też wytworzenie w niej odpowiednio dużej liczby dyslokacji i innych defektów sieci. Pierwsza możliwość jest bardzo trudna do realizacji, natomiast druga jest szeroko wykorzystywana w praktyce.

Jedną z najczęściej stosowanych metod zwiększania liczby defektów jest odkształcanie metalu na zimno, czyli jego zgniot, drugą - tworzenie stopów dwu lub więcej metali lub metalu z niemetalami.

Ze zwiększeniem liczby dyslokacji wzrasta wytrzymałość metalu i jego twardość, maleją zaś jego własności plastyczne. Zmieniają się również inne własności fizyczne, np. maleje przewodność elektryczna i przenikalność magnetyczna, wzrasta natężenie koercji, zmniejsza się odporność na korozję.

Dyfuzja w kryształach

1.54.    Dyfuzją jest aktywowany cieplnie transport atomów (lub cząstek) przez materię. Proces ten obserwuje się we wszystkich stanach skupienia, ale jego prędkość maleje z rosnącą energią wiązania — będzie więc znacznie mniejsza w ciele stałym niż w gazie. Procesy dyfuzji w ciele stałym towarzyszą licznym zjawiskom zachodzącym w materiałach metalicznych: krystalizacji, ujednorodnianiu, rozrostu ziaren oraz większości przemian fazowych w stanie stałym.

Miarą skuteczności procesu dyfuzji jest gęstość strumienia dyfuzyjnego / określona ilością masy pierwiastka dyfundującego, przeniesioną w jednostce czasu przez jednostkową powierzchnię prostopadłą do gradientu stężenia. Określa go tzw.

I prawo Ficka w postaci

/ = -D—    [kg/m²-s]    (1-54—1)1

dx

gdzie D jest współczynnikiem dyfuzji w m²/s, dC/dx — gradientem stężenia atomów dyfundującego pierwiastka. Znak minus wynika z przyjęcia kierunku dyfuzji za dodatni, gdy przebiega ona od obszaru o większym stężeniu do obszaru o stęże-l niu mniejszym.

1.55.    W materiałach polikrystalicznych dyfuzja atomów obcych może zachodzić:

—    przez objętość ziaren (dyfuzja objętościowa).

—    wzdłuż granic ziaren,

—    po powierzchni materiału (dyfuzja powierzchniowa).

Elementarnym procesem dyfuzji są pojedyncze zmiany pozycji atomów. Ruchyl te są ściśle związane ze strukturą krystaliczną materiału, w którym zachodzi dyfu-| zja. Fluktuacje energii, powiększające lokalnie amplitudę drgań poszczególnych ato-l mów, umożliwiają im opuszczanie zajmowanych w sieci pozycji. Ruch atomu jestl utrudniony przez oddziaływanie otaczających atomów. Stąd ruch atomu nie mai