- Nhiệt độ T:
b) Sự thay đổi nồng độ nguyờ nB trong lớp thấm
Những trường hợp nờu trờn ứng với khi làm bóo hũa kim loại nguyờn chất bằng một nguyờn tố, thực tế thường gặp những trường hợp phức tạp hơn, vớ dụ làm bóo hũa thộp bằng một nguyờn tố hoặc làm bóo hũa kim loại nguyờn chất đồng thời bằng hai (hay nhiều) nguyờn tố. Trong những trường hợp nờu trờn muốn xỏc định thành phần pha của lớp khuếch tỏn phải cựng trạng thỏi ba nguyờn .
3.4.3.3. Cỏc cơ chế khuếch tỏn
a) Trong cơ chế nỳt trống, cỏc nguyờn tử khuếch tỏn ở bờn cạnh nhảy sang chiếm chỗ những nỳt trống. Năng lượng hoạt của quỏ trỡnh đổi chỗ như vậy rất nhỏ nờn rất dễ xảy ra.
b) Trong cơ chế giữa cỏc nỳt trạng, nguyờn tử ở vị trớ xen giữa cỏc nỳt này chuyển sang vị trớ xen giữa cỏc nỳt mạng khỏc. Cơ chế này thường thấy trong dung dịch rắn xen kẽ khi thấm cacbon, nitơ (là nguyờn tử cú đường kớnh nhỏ) vào thộp.
c) Cơ chế giữa cỏc nỳt mạng bằng cỏch đuổi, xảy ra khi nguyờn tử khuếch tỏn cú nguyờn tử cạnh nú và chiếm lấy nỳt mạng, làm nguyờn tử này dịch chuyển giữa cỏc nỳt mạng.
d) Trong cơ chế đổi chỗ, nguyờn tử khuếch tỏn và nguyờn tử kim loại cơ sở đổi vị trớ cho nhau khi chỳng đứng cạnh nhau.
a b c d A %B (a) Tc AnBm Nồng độ B (%) d c b a X1 X2 X3 Khoảng cách từ bề mặt (b)
e) Trong cơ chế chuyển vũng, nguyờn tử khuếch tỏn và nguyờn tử kim loại cơ sở đổi chỗ nối đuụi nhau theo vũng trũn.
Hỡnh 3.11. Sơ đồ biểu thị cỏc cơ chế khuếch tỏn.
1-Nỳt trống ; 2- Giữa cỏc nỳt mạng ; 3- Giữa cỏc nỳt mạng bằng cỏch đuổi ; 4- Đổi chỗ ; 5- Vũng (vũng đen biểu thị nguyờn tử khuếch tỏn, vũng trắng biểu thị
nguyờn tử kim loại cơ sở).
3.4.3.4. Cỏc yếu ảnh hưởng đến khuếch tỏn
a) Nhiệt độ
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quỏ trỡnh khuếch tỏn của nguyờn tử thấm được chỳ ý đặc biệt .
Chiều dày của lớp khuếch tỏn phụ thuộc vào tốc độ khuếch tỏn. Khi nhiờt độ càng cao, sự chuyển động của nguyờn tử càng mạnh, tốc độ khuếch tỏn càng nhanh. hệ số khuếch tỏn D tăng lờn theo nhiệt độ theo biểu thức.
. Q RT D A e Trong đú: D : Hệ số khuếch tỏn.
A : Hệ số phụ thuộc vào mạng tinh thể.
Q : Năng lượng hoạt, là năng lượng cần thiết để bứt nguyờn tử ra khỏi vị trớ của nú trong mạng.
e : Cơ số lụgarit tự nhiờn. R: Hằng số khớ.
T : Nhiệt độ thấm, tớnh theo độ Kenvin.
Với hệ thống hợp kim nhất định, cỏc trị số A, Q cũng cố định nờn D phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao, D tăng càng nhanh (hỡnh 3.11).Vớ dụ theo Fe hệ số khuếch tỏn D của cacbon tăng lờn hơn 7 lần khi nhiệt độ tăng từ 9250
C lờn 11000C, của Crụm tăng lờn hơn 50 lần khi nhiệt tăng từ 11500
C lờn 13000C .
Hình 3.12. Sự phụ thuộc của hệ số khuếch tán D vào nhiệt độ. b) Thời gian.
ở nhiệt độ cố định, thời gian khuếch tán càng dài, chiều sâu lớp khuếch tán càng
dày; quan hệ giữa chúng tuân theo quy luật parabôn (hình 3.12) theo công thức: δ = K
Trong đó: δ– Chiều sâu lớp khuếch tán.
K – Hệ số tỷ lệ phụ thuốc hệ số khuếch tán D. τ – Thời gian. D D= A.e-Q/R.T = cosnt Nhiệt độ T
Hình 3.13. Sự phụ thuộc của chiều dày lớp thấm vào thời gian của quá trình.
Nh- vậy, trong thời gian thấm càng dài mức tăng chiều sâu thấm càng chậm, biện pháp hiệu quả nhát để tăng chiều sâu lớp thấm là nhiệt độ không phải là tăng thời gian.
- Làm bão hòa bằng các kim. - Làm bão hòa bằng các kim loại.
- Tách các nguyên tố ra khỏi kim loại bằng khuếch tán.
= K
( T= const)