Главная Обратная связь

Дисциплины:






Б) Визначення концентрації втілених атомів



Снук та Дійкстра вперше показали, що висота релаксаційного максимуму, зумовленого впорядкуванням у полі прикладених напруг, залежить від концентрації відповідних елементів втілення в матриці, а отже, може служити для точного визначення розчинності у твердому стані. Ними було встановлено, що кількісне співвідношення між висотою релаксаційного максимуму та концентрацією вуглецю у твердому розчині можна записати як

(7.6)

де К = 1,33 для ОЦК-металів, наприклад, заліза. При цьому необхідно звернути увагу на те, що висота максимуму визначається тільки кількістю атомів, які знаходяться у твердому розчині, і не залежить від умов процесу виділення чи розмірів частинок, що виділяються. Тому для точної оцінки концентрації атомів втілення в ОЦК-металах їх необхідно спочатку термічно обробити для розчинення хімічних з’єднань, які утворились із атомів втілення і атомів матриці за умови, що загальна кількість атомів втілення перевищує межу розчинності.

 

Лабораторна робота № 6

ВИВЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ОБ’ЄМНОЇ ДИФУЗІЇ ПІД НАПРУГОЮ ДЛЯ ДОМІШОК ВТІЛЕННЯ

Завдання: 1. *Виміряти температурні залежності ВТ і оцінити величину енергії активації та коефіцієнти об’ємної дифузії для домішок за допомогою релаксації Снука

Мета роботи:*навчитись визначати параметри об’ємної дифузії атомів втілення методом низькочастотного внутрішнього тертя.

Порядок виконання роботи

Для магістрів

Підготувати зразок для досліджень (загартувати на твердий розчин вуглецю в залізі), виміряти його радіус, довжину і змонтувати в релаксометрі.

1. Ввімкнути воду для охолодження і перевірити тиск води в охолоджувальній системі.

2. Визначити смугу розкиду ВТ і .

3. Вимірювати ВТ і при нагріванні в динамічному режимі через кожних 5 оС від Т кім до 90 оС (Не забувати контролювати наявність та тиск води в охолоджувальній системі).

4. Змінити частоту коливної системи. Для цього дати пічці остигнути до кімнатної температури, зафіксувавши коромисло коливної системи так, щоб не деформувати зразок, додати (або зняти) додаткові наважки.

5. Вимірювати ВТ і при нагріванні в динамічному режимі через кожних 5оС від кімнатної температури до 90оС.

6. Побудувати графіки залежності Q-1(T) і f 2(Т), де Т – абсолютна температура.

7. *Виділити фон ВТ та побудувати графіки залежності та виділити симетричний максимум Снука. *Якщо максимум складний (накладання максимумів Снука, зумовлених атомами С та N), то виділити кожен максимум.

8. Визначити Тmax для кожного максимуму, його напівширину, висоту Q-1max. Визначити основні релаксаційні характеристики всіма відомими методами.



9. За формулами (7.1) – (7.6) визначити коефіцієнти дифузії, енергію активації дифузії та концентрацію втілених атомів у твердому розчині.

10. Проаналізувати отримані результати, порівнявши їх з літературними даними, зробити висновки.

Для спеціалістів

1. *Виміряти ВТ і для визначення смуги розкиду.

2. *Ввімкнути пічку (див. порядок виконання лабораторної роботи №3). Вимірювати ВТ і при нагріванні в динамічному режимі через кожних 5 оС від Т кім до 90 оС.

3. *Побудувати графіки залежності Q-1(T) і f 2(Т), де Т – абсолютна температура.

4. *Перебудувати графік залежності в координатах 1/Т та виділити симетричний максимум.

5. *Визначити енергію активації, час релаксації, ступінь релаксації модуля пружності будь-яким із перерахованих вище методів, які можуть бути використані в конкретному випадку.

6. *За формулами (7.1) – (7.6) визначити параметри об’ємної дифузії й оформити звіт.

Контрольні запитання для самоконтролю

1. * Які види термічних обробок (ТО) матеріалів Ви знаєте?

2. * Що таке загартування матеріалу? Як його реалізувати?

3. * Що таке відпали? Відпали першого роду? Відпали другого роду?

4. Який вид ТО слід провести для того, щоб максимально точно оцінити концентрацію вуглецю в залізі? Як це зробити?

5. Чому енергію активації релаксації Снука прирівнюють до енергії активації процесу дифузії..

6. Чи можна формулу Верта-Маркса використовувати для визначення енергії активації релаксації Снука? Чому?

7. *Сформулюйте закони Фіка.

8. * Що таке коефіцієнт дифузії?

9. Який із законів Фіка можна використати для опису релаксації Снука? Відповідь обґрунтуйте.

10. *Опишіть основні механізми дифузії в твердих тілах.

11. Порівняйте характеристики об’ємної та граничної дифузій.

12. *Який процес Ви будете досліджувати в даній лабораторній роботі?

Тестові запитання

1. *Енергію активації якого процесу можна визначити методом частотного зсуву?

а) резонансного; б) релаксаційного; в) гістерезисного.

2. *У чому полягає механізм релаксації Снука?

а) перескоки атомів втілення; б) переорієнтація пар атомів заміщення; в) дислокаційно-домішкова релаксація.

3. *За яким параметром максимуму Снука можна визначити його енергію активації?

а) висотою піка; б) фоном ВТ в області піка; в) температурою піка.

4. *Які характеристики твердого розчину можна визначити за висотою максимуму Снука?

5. а) тип кристалічної ґратки; б) вміст атомів втілення у твердому розчині; в) енергію активації дифузії.

6. *У спектрі ВТ матеріалу спостерігають максимум Снука. Який тип атомної упаковки цього матеріалу?

а) ОЦК; б) ГЦК; в) ГЩУ.

7. Чим відрізняються характеристики максимуму Снука для системи Fe-N порівняно з системою Fe-C?

а) типом кристалічної ґратки; б) механізмом релаксаційного процесу; в) енергією активації процесу.

Список рекомендованої літератури

1. Постников В. С. Внутреннее трение в металлах / Постников В. С. – М.: Металлургия, 1974. – 351 с.

2. Криштал М. А. Внутреннее трение и структура металлов / Криштал М. А., Головин С. А. – М.: Металлургия, 1976.–376 с.

3. Головин С.А. Механическая спектроскопия и демпфирующие свойства металлов / Головин С. А. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. – 76с.

4. Внутрішнє тертя і структура твердого тіла: Навчальний посібник / Укл. А. В. Олійнич-Лисюк. – Чернівці: Рута, 2006.– 117 с.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...