Концентрационной диффузией

Рис. 5. Концентрационная зависимость параметра решетки у-твердого раствора ниобия в никеле.

Изменение строения двойного слоя, связанное с повышением общей концентрации электролита, приводит к уменьшению толщины двойного слоя и увеличивает, следовательно, градиент поля при постоянной величине электродного потенциала. По-видимому, с этим обстоятельством связан подбор опытным путем в качестве модельного электролита для ускоренных испытаний стали на коррозионное растрескивание насыщенного раствора MgCl2 [58]. Увеличение концентрации водного раствора H2SO4 монотонно снижает время до разрушения закаленной стали (см. рис. 58), хотя концентрационная зависимость скорости общей коррозии имеет два максимума. Это явление можно объяснить адсорбционным эффектом Ребиндера и усилением избирательности коррозии, т. е. локализацией растворения под действием напряжений. При максимальных напряжениях ниже предела текучести скорость общей коррозии

Изменение строения двойного слоя, связанное с повышением общей концентрации электролита, приводит к уменьшению толщины двойного слоя и увеличивает, следовательно, градиент поля при постоянной величине электродного потенциала. По-видимому, с этим обстоятельством связан подбор опытным путем в качестве модельного электролита для ускоренных испытаний стали на коррозионное растрескивание насыщенного раствора MgCl2 [64]. Увеличение концентрации водного раствора H2SO4 монотонно снижает время до разрушения закаленной стали, хотя концентрационная зависимость скорости общей коррозии имеет два максимума. Это явление можно объяснить адсорбционным эффектом Ребиндера и усилением избирательности коррозии, т. е. локализацией растворения под действием напряжений. При максимальных напряжениях ниже предела текучести скорость общей коррозии высокопрочных сталей увеличивается всего в несколько раз [22], а коррозионное растрескивание наступает быстро, что обусловлено локализацией растворения напряженного металла. В опытах [132] с концентрированной серной кислотой поверхность стали не имела следов коррозии, хотя образцы растрескивались в течение нескольких минут. По-видимому, под влиянием одновременно действующих кислоты высокой концентрации и механических напряжений происходят! локализация коррозии, адсорбционное понижение прочности (эффект Ре-1 биндера) и, следовательно, повышение склонности к коррозионному pac-f трес киванию.

Нами определена концентрационная зависимость р расплавов рассматриваемой системы при 1600° С (табл. 1). По нашим данным, декомпрессия при сплавлении компонентов не превышает 1,5%, что согласуется с результатами [1].

Нами подробно исследована температурно-концентрационная зависимость о указанной системы. По нашим данным (см. табл. 1), экспериментальная изотерма о расплавов системы Fe — А1 проста, без изломов, что не согласуется с результатами [3, 44, 45].

Авторы [45, 46, 84] на изотерме а при 1600° С вблизи 33 ат. % Ge обнаружили достаточно четкий излом. Нами подробно исследована концентрационная зависимость а расплавов системы Fe — Ge. Изотерма а в области составов 33 ат. % Ge имеет более плавный ход по сравнению с результатами [45, 46] (см. табл. 1).

Олово. Концентрационная зависимость р расплавов системы Fe — Sn была экспериментально определена нами (табл. 1) при 1550° С [53]. Изотерма мольных объемов имеет отрицательные отклонения от аддитивных значений, что обусловлено резким различием размеров атомов компонентов в рассматриваемой системе.

В работе [28] определена р в системе Fe — SB области гомогенных расплавов в интервале температур до 1500° С. Температурная и концентрационная зависимость р описывается полиномом:

[23]. Он показал, что образование металлических растворов, как правило, сопровождается увеличением твердости. Для непрерывного ряда твердых растворов концентрационная зависимость твердости описывается плавной кривой с максимумом около 50%. Из этого следует, что микротвердость данной фазы должна изменяться в соответствии с изменением ее состава.

Концентрационная зависимость скорости роста трещины в сильнокислых растворах подобна такой же зависимости в нейтральных растворах; так, в кислых растворах с концентрацией от 5 до ЮМ скорость роста трещины уменьшается как С"/2, что показано на рис. 13. В сильнокислых растворах (с пониженным рН) распространение трещины на стадии // полностью зависит от потенциала (рис.25).

Рис. 14. Концентрационная зависимость активности а2 в упорядоченной структуре с атомами в междоузлиях и вакансиями только компонента 2

Знак минус в уравнении (14-3) указывает, что согласно закону Фйка перемещение вещества происходит в сторону уменьшения градиента концентрации. Диффузию, описываемую законом Фика, называют концентрационной диффузией,

Таким образом, суммарный перенос массы какого-либо компонента путем молекулярной диффузии является следствием концентрационной диффузии, термической диффузии и бародиффузии1. В дальнейшем мы прежде всего будем учитывать эффекты, связанные с концентрационной диффузией.

В последнем уравнении, называемом уравнением Фика, учтен перенос массы только 'Концентрационной диффузией. Это уравнение аналогично дифференциальному уравнению теплопроводности4 (1-29) при ?„=0, Если для температуры и концентрации ввести одинаковые обозначения, то уравнения по внешнему виду не будут отличаться друг от - Друга.

Согласно (15-8) локальное изменение энтальпии во .времени вызвано теплопроводностью, конвекцией и молекулярной диффузией. Принимая, что последняя осуществляется только концентрационной диффузией, т. е.

Рассмотрим теплообмен между реагирующим пограничным слоем и испаряющейся (сублимирующейся) поверхностью твердого тела. За пределами пограничного слоя параметры газа — плотность смеси ро, ее тангенциальная скорость wx=w0, концентрации компонентов смеси niio — постоянны. Будем полагать для простоты, что число Прандтля газового потока равно единице и соответственно равен единице коэффициент восстановления. Пренебрежем тепловым излучением. Примем, что молекулярный массообмен осуществляется только концентрационной диффузией. Рассматриваемый процесс стационарен.

ным переносом тепла концентрационной диффузией в виде химической энтальпии Кг. Последнее связано с тем, что в неизотермической смеси химически реагирующих газов в области с повышенной температурой происходит диссоциация более тяжелых молекул с поглощением тепла. Продукты реакции в виде легких молекул диффундируют в низкотемпературную область, где реком-бинируют с выделением теплоты реакции.

с граничным условием qc = (kfdhfCpfdr)c . Особенностью этого уравнения является то, что оно имеет одно и то же решение как при наличии химической реакции, так и при ее отсутствии. Д. Спеллингом предложена методика расчета теплоотдачи, в которой тепловой поток через поверхность определяется по зависимости qc = qh (hr — hc), где Лг и hc — энтальпия газа при температуре потока и стенки; qh — pv Si (St — число Стэнтона для теплоотдачи при отсутствии массопереноса концентрационной диффузией). В конечном счете

Приняв, что тепловой поток можно представить суммой аддитивных составляющих энергии, переносимой молекулярной и турбулентной теплопроводностью смеси и концентрационной диффузией, а также что 8л = ед=е, с учетом соотношений

значительная величина теплового эффекта химических реакций диссоциации при нагревании и рекомбинации при охлаждении (N2O4=<=t2NO2—623,9 кДж/кгч±2МО + + О2—1226,8 кДж/кг) в 2 — 3 раза увеличивает коэффициенты теплообмена за счет нового механизма переноса тепла концентрационной диффузией, что позволяет организовать интенсивный теплосъем в активной зоне быстрого реактора (800—1200 кВт/л при 120 —500°С, 120—160 бар) и теплообменном оборудовании;

смесь газов приближенно бинарна, а эффекты термо- и бародиф-фузии несущественны по сравнению с концентрационной диффузией.

Оговорка сводится к требованию такой незначительности названных градиентов, чтобы можно было не учитывать проявления, соответственно, термодиффузии, бародиффузии, электродиффузии и т. п. Эта последняя классификация побуждает назвать явление, описываемое законом Фика, концентрационной диффузией.