Многокомпонентные диффузионные покрытия, характеристика фаз

     По  природе диффузионных процессов  в соединениях на основании имеющихся сведений можно сделать следующие обобщения: в пределе могут существовать три типа диффузии в соединениях:

1. Компоненты соединения электрохимически и по размеру атомов весьма сходны (фазы Юм-Розери и близкие к ним); тип межатомной связи преимущественно металлический; возможна «взаимозаменяемость» атомов компонентов в решетке и диффузия практически по любой подрешетке. Диффузионная подвижность компонентов довольно велика, твердые растворы вычитания не образуются.
2. Компоненты соединения также сходны, но создают связь преимущественно ковалентного типа, т. е. это полуметаллы или неметаллы (соединения типа арсенида галлия, магниды, бериллиды, карбиды бора и кремния и др.). Возможны небольшие отклонения от стехиометрического состава в ту и другую стороны с образованием твердых растворов вычитания и диффузией по подрешеткам. Скорость диффузии определяется прочностью связи: в полуметаллических фазах диффузия интенсивнее, в неметаллических весьма затруднена; в любом случае диффузионная подвижность много ниже, чем в фазах типа 1.
3. Компоненты фазы различны по природе (металлоподобные фазы). Отклонение от стехиометрического состава — часто довольно значительное - возможно только в сторону недостатка металла; скорость диффузии последнего (почти исключительно по «своей» подрешетке) может быть довольно велика. Скорость диффузии металла (только по металлической подрешетке) до температур, близких к точке плавления, весьма мала; механизм диффузии также вакансионный.

     Выводы

     Выбор насыщающих элементов при многокомпонентном  насыщении, как и при насыщении одним элементом, определяется, естественно, требуемыми свойствами слоя. Если необходимо получить высокую стойкость — механическую или механическую и химическую одновременно, предпочитают слой, образованный соединением типа металлоподобного. В этом случае при насыщении двумя элементами имеет место явное преобладание в слое одного из них; возможность присутствия в металлоподобной фазе второго элемента определяется его растворимостью в ней. Считается само собой разумеющимся, что в слоях, образованных металлоподобными фазами, в некоторой степени «взаимозаменяемы» лишь металлические компоненты, хотя принципиальная возможность образования тугоплавких соединений с участием более чем одного неметалла также доказана.

     При необходимости сочетать химическую и некоторую механическую стойкость диффузионного слоя с технологичностью, например, способностью к пластической деформации, целесообразным считается применение покрытий с природой металлических твердых растворов.

     Промежуточное положение занимают покрытия, образованные интерметаллидными фазами.

     Случаи  создания на металле-основе (обычным  диффузионным насыщением, а не осаждением из газовой или жидкой фазы) химических соединений, оба компонента которых являются насыщающими элементами, очевидно, крайне редки.

     Любой диффузионный слой (за исключением  случая неограниченной растворимости диффузантов в насыщаемом металле) является многофазным (с числом фаз не менее двух).

     Литература

1. Многокомпонентные диффузионные покрытия / Л.С. Ляхович, Л.Г. Ворошнин, Г.Г. Панич, Э.Д. Щербаков. – Минск : «Наука и техника», 1974. – 288 с.
2. Архаров В.И. Исследования по жаропрочным сплавам / В.И Архаров, В.Н. Конев, т. 7. – М., 1961. – 221 с.
3. Земсков Г.В. Защитные покрытия на металлах, вып. 1 / Г.В. Земсков. – Киев, 1967. – 102 с.
4. Криштал М.А. Диффузионные процессы в металлах и сплавах / М.А. Криштал. – М., 1963. – 231 с.
5. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов / С.З. Бокштейн. - М., 1971.