О росте новой фазы в пересыщенном твердом растворе ограниченного объема

Abstract

С помощью некоторого общего метода рассматриваются задачи реактивной диффузии в многокомпонентном перенасыщенном твердом растворе ограниченного объема. Сущность примененного метода состоит в использовании закона действующих масс для концентраций реагентов на поверхностях, где происходит реакция. Выражения для этих концентраций получаются из уравнений роста слоя выпадающей фазы в результате реакции, либо из уравнений для потоков реагентов на включение. Показано, что возможен либо рост включений либо рост слоя новой фазы на границе диффузионной зоны. Рассматриваются как открытые системы, для которых концентрация реагентов задается на границе диффузионной зоны, так и закрытые, когда задается полное количество данного компонента, а обмен им с внешней средой запрещен. Во втором случае задача сводится к известной задаче о коалесценции.

За допомогою деякого загального методу досліджуються задачі реактивної дифузії у багатокомпонентному перенасиченому твердому розчині обмеженого об’єму. Зміст методу в використанні закону діючих мас для концентрацій реагентів на поверхнях, де іде реакція. Вирази для ціх концентрацій одержуються з рівнянь росту випадаючої фази , або з рівнянь для потоків реагентів на включення. Показано, що можливо або збільшення розміру включень, або зростання шару нової фази на поверхні дифузійної зони. Досліджуються як відкриті системи, де концентрації реагентів задано на поверхні дифузійної зони, так і замкнуті, коли задана повна кількість даного компоненту, а обмін з зовнішньою середою заборонено. В останньому випадку задача зводиться до відомої задачі про коалесценцію.

A certain general method is used in this work in order to consider problems of reactive diffusion in multicomponent oversaturated solid solution of a limited volume. The essence of the method applied is in the use of the law of mass action for the concentrations of reagents at the surfaces where the reaction takes place. The expressions for these concentrations are derived from the equations of growth of the layer of precipitate phase caused by the reaction or from the equations for the fluxes of reagents for inclusion. It is shown that either the growth of inclusions or the growth of the layer of the new phase at the boundary of the diffused zone is possible. The opened systems for which the concentration of reagents is set at the boundary of the diffused zone as well as the closed systems for which the total amount of the given constituent is set and their exchange with the environment is prohibited are discussed. In the second case the problem reduces to the well-known problem of coalescence.