Difúze, fáze a fázové přeměny

1. Difúze, fáze a fázové přeměny • Difúze je jedním ze způsobů přenosu hmoty, při kterém se její částice (atomy, ionty, molekuly), i vakance pohybují vzhledem k sousedním částicím. • Protože podstatou difúze je tepelný pohyb částic hmoty, je intenzita difúze výrazně závislá na teplotě. • D0 – frekvenční faktor • ΔHd – aktivační entalpie difúze • R – plynová konstanta • T – absolutní teplota

2. Difúzní charakteristiky prvků ve slitinách železa • Intenzita difúze uhlíku v železe alfa při teplotě 1000 K je 353 x větší než vodíku • Intenzita difúze uhlíku v železe alfa při teplotě 1000 K je 1,2 x větší než manganu

3. D pro uhlík v železe alfa

4. D pro uhlík v železe gama

5. K difúzi dochází v každém skupenství, v tuhé fázi je však jediným způsobem přenosu hmoty. • Difúzí se zpravidla zmenšují koncentrační rozdíly, v opačném případě jde o obrácenou difúzi. • Technický význam difúze spočívá jak v prospěšných tak i ve škodlivých změnách koncentrace a ve fázových či strukturních přeměnách buď jen v povrchových vrstvách výrobků nebo v celém jejich objemu. c2 c1

6. Proces samodifúze koncentrace Vzdálenost x

7. Difúze • Příkladem prospěšných koncentračních změn je povrchové zvýšení obsahu vybraných prvků při chemicko-tepelném zpracování konstrukčních ocelí. (cementování, nitridování, boridování aj.) • Oduhličení nástrojových ocelí při jejich zpracování za vysokých teplot je škodlivé. • Prospěšné fázové přeměny, ke kterým dochází difúzí v celém objemu výrobku, jsou přeměny při některých druzích žíhání slitin. (homogenizační) • Naproti tomu k škodlivým strukturním změnám patří difúze vakancí, které se při tečení (creepu) spojují na hranicích zrn v polykrystalickém materiálu v kavity, čímž začíná mezikrystalový lom. (viz. Deformační a lomové chování materiálu)