Роль термодиффузии при формировании переходной зоны
Распределение легирующих элементов при наплавке происходит в поле градиента температуры. Перемещение атомов под действием градиента температуры называется термодиффузией. В отличие от атомарной диффузии, перемещение атомов при которой происходит в поле градиента концентрации, термодиффузия вызывает их движение в противоположном направлении. После определенного периода времени наступает стационарное состояние распределения вещества вдоль всей длины тела (поток атомов при этом равен нулю). В этом случае справедливо равенство:
dc/dx = - (CQ*/RT2)dT/dx ,
где dc/dx и dT/dx - градиент концентрации и градиент температуры, соответственно,
с - концентрация диффундирующего вещества, молярные доли;
R - универсальная газовая постоянная, кДж/моль град;
Q* - теплота переноса при термодиффузии, кДж/моль;
Т – абсолютная температура, К.
Рис.7
Пользуясь экспериментальными данными, рассчитывают величину теплоты переноса. По ее величине и знаку определяют направление и интенсивность перемещения атомов при осуществлении процесса наплавки или любого другого процесса связанного с градиентом температуры. При Q*>0 атомы вещества движутся в более холодную сторону; при Q*< 0 - в более горячую. Так, например, при термодиффузии углерода и кремния в чугунных образцах Q*C= 0,028кДж/моль; Q*Si - 0,12бкДж/моль.
