- Ý nghĩa thực tiễn
T W nhiệt độ thành buồng làm việc tại các vị trí (1 6)
2.6.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thấm
Nhiệt độ là thông số quan trọng nhất trong sự hình các lớp thấm nitơ do hai yếu tố chính (Akca C., 2009) [25], (Calosso F., 2005) [34], (Yan M., 2000) [120], (Balles A. C., 2004) [125], (Greßmann T., 2007) [126]:
- Bản chất hóa học của từng loại nitrit (Fe4N; Fe2-3N) là cho phép tạo thành các pha nhất định và chỉ ổn định ở một phạm vi nhiệt độ nhất định;
- Sự khuếch tán của nitơ nguyên tử thông qua các lớp chất nền và bản thân các hợp chất, tăng theo nhiệt độ và tuân theo định luật Fick, cho phép sự hình thành lớp nitrit dày hơn và giảm trên bề mặt.
Xem xét hai yếu tố này trong điều kiện áp suất, thời gian thấm nitơ, có thể trong q trình thấm nitơ plasma, xác định các thành phần của lớp nitrit bằng cách duy trì nhiệt độ thấm nitơ.
Fontana đã phân tích và chỉ ra rằng, động lực tăng trưởng của các lớp nitrit là một hàm của nhiệt độ. Từ 3500C nó có thể xảy ra trong sắt thấm nitơ
lxx
plasma và hợp kim của nó. Tuy nhiên, khi hệ số khuyếch tán thấp, cản trở sự di chuyển của nitơ vào trong chất nền dẫn đến một nồng độ cao của nitơ trên bề mặt. Điều này làm tăng sự hình thành của một lớp mỏng của hợp chất pha (Fe2-3N) (rất giàu nitơ) trên bề mặt mẫu vật. Tiếp tục tăng nhiệt độ (khoảng 4000C) cũng làm tăng sự khuếch tán của nitơ, bắt đầu hình thành pha ' (Fe4N) dưới pha (Fe2-3N), với thành phần nitơ thấp hơn. Cả hai pha (Fe2-3N) và pha
' (Fe4N) có thể là riêng lẻ hoặc kết hợp và khơng thể phân biệt trong các kính
hiển vi quang học. Bên dưới lớp màu trắng, lần lượt tạo thành hai pha gồm một hỗn hợp của pha ' (Fe4N) và vùng khuếch tán nitơ. Ở nhiệt độ 5300
C, pha
không ổn định trong khu vực của giao diện với bề mặt và bắt đầu giảm xuống pha ' (Fe4N) (Akca C., 2009) [25], (Calosso F., 2005) [34], (Yan M., 2000) [120], (Balles A. C., 2004) [125], (Greßmann T., 2007) [126].
Sự khuếch tán của nitơ ở 5700C là rất cao mà ngay cả những lớp màu trắng pha ’ (Fe4N) có thể được duy trì. Trong bề mặt, sự khuếch tán cao của nitơ cho phép sự hình thành của một vùng khuếch tán sâu. Nếu tăng nhiệt độ lên 5900C thì từ giản đồ, Fe-N ta thấy có sự thay đổi cấu trúc tinh thể. Với mức giảm của thông số mạng tinh thể sẽ làm giảm sự khuếch tán của nitơ, cản trở sự tăng trưởng của lớp nitrit. Mặt khác, ở nhiệt độ này, các hợp chất pha (Fe2-3N) và pha ’ (Fe4N) không đủ ổn định để tạo thành một lớp màu trắng, mặc dù nồng độ của nitơ trên bề mặt cao (chủ yếu là sự khuếch tán trong pha
’) có một lớp mỏng đen được hình thành trên bề mặt (pha ).
Vì vậy các nhà khoa học khuyến cáo nên thấm nitơ plasma ở khoảng nhiệt độ từ 4900C 5850C sẽ có lợi cho việc hình thành lớp hợp chất và vùng khuếch tán (Diaz-Guillen J. C., 2007) [42], (Kumar R., 2011) [74], (Rolinski E., 1987) [99], (Balles A. C., 2004) [125].