Коэффициент самодиффузии
Следовательно, необходимо знать всю матрицу коэффициентов диффузии D, парциальные коэффициенты диффузии и коэффициенты самодиффузии. Определение всех этих величин — весьма сложная и громоздкая задача, решение которой связано с большой экспериментальной и расчетной работой. Исходными данными для расчета являются концентрационные кривые распределения диффундирующих веществ.
Общая система уравнений для поли компонентной диффузии написана Киркалди. До конкретных решений эта система доведена в случаях, когда можно пренебречь коэффициентами диффузии медленно диффундирующих компонентов.
Эти решения, естественно, непригодны для жаропрочных сплавов. В нашей лаборатории получено решение, позволяющее найти по экспериментальным данным всю матрицу D. Разработана постановка экспериментов, позволяющих корректно применять расчетную методику, которая пригодна для небольших градиентов концентрации.
Для определения парциальных коэффициентов диффузии разработана методика многослойных образцов с метками, позволяющих измерять эффект Киркендалла во всей диффузионной зоне. Коэффициенты самодиффузии каждого из компонентов системы находили с помощью радиоактивного изотопа. Зная коэффициенты, парциальный и самодиффузии, определяли термодинамический фактор — активность или химический потенциал.
В некоторых случаях для быстро диффундирующих компонентов новым методом — уравновешивания активности — измеряли активность, за тем уточненный парциальный коэффициент диффузии и самодиффузии. Все эти исследования нами выполнены на многокомпонентных, бинарных и трехкомпонентных сплавах на основе железа Методики также позволили определять распределение концентрации вакансий в диффузионной зоне и эффективный коэффициент диффузии вакансий, т. е. величины, непосредственно необходимые для расчетов скорости ползучести и длительного разрушения.
