Рушійна сила процесу наводнення металів. ІІ. Титан литий

А. А. Школа

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна

Отримано: 25.12.2013; остаточний варіант - 17.04.2014. Завантажити: PDF

Загальною умовою принципового здійснення процесу наводнення в прямому напрямку в закритій системі є нерівності $\Delta Gp > 0$ і $\Delta S > 0$. Спираючись на принципи Онзаґерової термодинаміки нерівноважних процесів, можна виділити деякі основні потенціали, що як сприяють процесу, так і стримують його. Значення цих потенціалів на різних етапах просування фронту дифузії через поверхневий шар зразка неоднакове. За даними експерименту ($Р$, $Т$, $m_{H}$, $\tau$) та оціненого ефективного коефіцієнта дифузії $D_{еф}$ і об’єму $\Delta V_{і}$, заповненого газом за час $\Delta \tau_{i}$, обчислено модуль стиску розчиненого газу водню ${\partial \mu}/{\partial \rho}$ . Із зменшенням цього модуля збільшуються ґрадієнт концентрації, що встановлюється в зразку при даних внутрішніх напруженнях, і сили релаксації. Побудовано залежності ${\partial \mu}/{\partial \rho}$ від часу наводнення $\tau$ та глибини проникнення водню $h$ для різних станів Ті. По суті величина ${\partial \mu}/{\partial \rho} = f(\tau, h)$ і ґрадієнт пружніх сил $\Delta \sigma(T)$ виявляються конкурувальними в перебігу процесу. Величина ${\partial \mu}/{\partial \rho} = kT/\rho$ утворює ряд залежностей від $T^{-1}$, які уможливлюють оцінити енергію активації релаксації пружніх сил. В усіх станах литого і відпаленого титану концентрації водню сягають $C_{H} \leq 4%$ мас., що відповідає формулі ТіH$_{2-\delta}$ ($\delta \geq 0,05$).

Ключові слова: титан литий, наводнення металів, виробництво ентропії, модуль стиску газу.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v36/i05/0689.html

PACS: 61.66.Dk, 61.72.Ww, 65.50.-m, 82.40.-g, 82.40.Bj


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. С. де Гроот, П. Мазур, Неравновесная термодинамика (Москва: Мир: 1964).
  2. Ю. Л. Климонтович, Статистическая физика (Москва: Наука: 1982)
  3. G. A. Casas, F. D. Nobre, and E. M. F. Curado, Phys. Rev. E, 86, No. 6: 061136 (2012). Crossref
  4. К. Денбиг, Термодинамика стационарных необратимых процессов (Москва: Изд-во иностр. лит: 1954).
  5. B. Cleuren and C. Van Len Broeck, Phys. Rev. E, 74, No. 3: 021117 (2006). Crossref
  6. J. Meixner, Zeitschrift für Physik, Bd. 149, H. 5: 624 (1957).
  7. П. Гленсдорф, И. Пригожин, Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций (Москва: УРСС: 2003).
  8. А. А. Школа, Металлофиз. новейшие технол., 35, № 5: 697 (2013).
  9. Г. Ф. Кобзенко, А. А. Школа, Металлофизика, 11, № 6: 71 (1989).
  10. L. Onsager and S. Machlup, Phys. Rev., 91, No. 6: 1505 (1953). Crossref
  11. S. Machlup and L. Onsager, Phys. Rev., 91, No. 6: 1512 (1953). Crossref
  12. Х. Випф, Водород в металлах (Ред. Г. Алефельд, И. Фёлькль) (Москва: Мир: 1981), т. 2, с. 327.
  13. J. Völkl, Beriche Bunsen Geselschoft Physikalische Chemie, 76, No. 8:797 (1972).
  14. А. А. Школа, Особливості поглинання водню полікристалічним титаном та сплавами Ті–Al (Автореф. дис. … канд. техн. наук) (Київ: Інститут металофізики НАН України: 1994).
  15. А. А. Школа, Металлофиз. новейшие технол., 30, № 12: 1667 (2008).
  16. S. S. Sidhu, L. Heaton, and D. D. Zauberis, Acta Crystallogr., 9, No. 8: 607 (1956). Crossref
  17. H. L. Yakel, Acta Crystallogr., 11, No. 1: 46 (1958). Crossref
  18. И. А. Биргер, Остаточные напряжения (Москва: Машгиз: 1963).
  19. А. Д. Макаров, Оптимизация процессов резания (Москва: Машиностроение: 1976).
  20. С. П. Тимошенко, Дж. Гудьер, Теория упругости (Москва: Наука: 1975).
  21. А. А. Школа, Металлофиз. новейшие технол., 28, № 6: 837 (2006).
  22. В. А. Ломакин, Теория упругости неоднородных тел (Москва: Изд-во МГУ: 1976).
  23. И. И. Новиков, Теория термической обработки металлов (Москва: Металлургия: 1986).
  24. Б. А. Нестеренко, В. Г. Ляпин, Фазовые переходы на свободных гранях в межфазных границах в полупроводниках (Киев: Наукова думка: 1990).
  25. А. И. Карасев, Теория вероятностей и математическая статистика (Москва: Статистика: 1977).
  26. Б. С. Бокштейн, С. З. Бокштейн, Термодинамика и кинетика диффузии в твёрдых телах (Москва: Металлургия:1974).
  27. В. Н. Бугаев, В. А. Татаренко, Взаимодействие и распределение атомов в сплавах внедрения на основе плотноупакованных металлов (Киев: Наукова думка: 1984).
  28. Л. Боднева, А. А. Лундич, ЖЭТФ, 135, № 6: 1142 (2009).
  29. М. А. Кривоглаз, А. А. Смирнов, УФН, LV, № 3: 391 (1955). Crossref
  30. M. Michel, G. Mahler, and J. Gemmer, Phys. Rev. Lett., 95, No. 18: 180602 (2005). Crossref
  31. Y. Dong, B.-Y. Cao, and Z.-Y. Guo, Phys. Rev. E, 85, Nos. 6-7: 061107 (2012). Crossref
  32. Y. Dong, Phys. Rev. E, 86, No. 6: 062101 (2012). Crossref
  33. Г. Мартынов, Теоретическая и математическая физика, 156, № 3:454 (2008). Crossref