Wyniki 1-3 spośród 3 dla zapytania: authorDesc:"Wojciech Skibiński"

Sedymentacja w ciałach stałych i cieczach

Czytaj za darmo! »

Proces sedymentacji jest znany jako indukowany polem grawitacyjnym transport makroskopowych cząstek w cieczach i gazach. Procesy sedymentacji wykorzystuje się do rozdziału izotopów w gazach i rozdziału mieszanin związków organicznych [3, 4]. Aktualnie prowadzone są badania sedymentacji w ciałach stałych [5]. Na drodze sedymentacji uzyskuje się rozdział składników o różnej masie i objętości molowej w stopach i kształtuje mikrostrukturę materiałów [6]. Sedymentację w stopach badali Barr, Smith oraz Anthony w latach 70. (Au w stopach K, In oraz Pb). W przeprowadzanych przez nich eksperymentach maksymalne pola przyspieszeń osiągały 1÷2×105 g (g jest przyspieszeniem ziemskim) [7, 8]. Mashimo opracował ultrawirówkę, pozwalającą na uzyskiwanie przyspieszeń do 106 g [9] i prowadził badania procesu sedymentacji w wielu układach dwuskładnikowych, np. w stopach Bi-Sn [10, 11]. W badanych układach gradient potencjału chemicznego składników miał wartości znacznie przekraczające gradient ich potencjału mechanicznego (osiąganych przyspieszeń) [6]. Obecnie proces sedymentacji w ciałach stałych jest stosowany także do rozdziału izotopów. W roku 2007 Mashimo rozdzielił izotopy selenu za pomocą ultrawirówki własnej konstrukcji [12]. Prowadzone są także próby wytworzenia nowych materiałów gradientowych o kontrolowanych rozmiarach ziaren. Proces wytworzenia takich materiałów wymaga stosowania dużych przyspieszeń ok. miliona g lub więcej [10, 11, 13]. Wytwarzanie materiałów gradientowych ma jednak ograniczenia. Na przykład ze względu na ograniczenia temperaturowe nie można obecnie wytwarzać szkieł o właściwościach gradientowych wymaganych do zastosowań jako nośniki danych [13]. Pierwszym modelem procesu sedymentacji było równanie Lamma (1929) [14]. Przyjął on, iż na cząstkę działa różnica wartości sił odśrodkowej i wyporu [5] i zastosował drugie prawo Ficka. Równaniem Lamma można opisywać tylko sedymentację w układach dwuskładnikowych. Mashimo (19[...]

Uogólnienie metody Boltzmanna-Matano

Czytaj za darmo! »

Brak danych termodynamicznych w układach wieloskładnikowych jest jednym z głównych problemów podczas modelowania procesów dyfuzji w ciałach stałych [1]. Istniejące bazy danych współczynników dyfuzji są bardzo ubogie dla układów trój- i więcej składnikowych. Do tej pory brak było prostej metody pozwalającej na szybkie wyznaczenie współczynników dyfuzji chemicznej, w szczególności o silnej zależności od ułamka molowego pierwiastka tworzącego mieszaninę. Za początek nowoczesnego podejścia do modelowania procesów dyfuzji uważa się eksperyment Kirkendalla i Smigelskas, którzy udowodnili, że dyfuzja w ciele stałym zachodzi przez strumień wakancji, a nie przez bezpośrednią wymianę atomów, jak wcześniej uważano. Rok po tym odkryciu Darken zainspirowany wynikiem eksperymentu Kirkendalla rozwinął teorię dyfuzji chemicznej atomów - opisał ruch atomów względem sieci krystalicznej. Współczynniki dyfuzji wzajemnej w układach dwuskładnikowych wyznacza się za pomocą analizy Boltzmanna-Matano [2], opierając się na eksperymentalnym profilu stężeń w parze dyfuzyjnej. Taką analizę zaczyna się od wyznaczenia płaszczyzny Matano, czyli płaszczyzny początkowego połączenia pary dyfuzyjnej, względem której całka profilu stężeń po procesie dyfuzji, po obu stronach płaszczyzny jest sobie równa [3, 4]. Profil ten jest jednym z głównych wyników eksperymentalnego badania dyfuzji. Można go uzyskać za pomocą metod ilościowych i półilościowych, takich jak mikroanaliza rentgenowska (EPMA), metoda EDS (EDX) i innych, które pozwalają na uzyskanie wyniku w postaci stężenia składnika jako funkcji położenia w obszarze dyfuzji [5]. Płaszczyzna Matano jest ustalona arbitralnie i nie zmienia się w trakcie trwania procesu, a płaszczyzny sieciowe poruszają się względem niej z prędkością dryftu. W szczególności płaszczyzna Kirkendalla, która przed procesem dyfuzji pokrywa się z płaszczyzną Matano, a po procesie jest wyznaczona przez położenie markerów, porusza się ze zn[...]

Dziś i jutro modelowania i symulacji obróbki cieplno-chemicznej w inżynierii powierzchni


  Problem jednoczesnego wzrostu i kolejności powstawania wielofazowej zgorzeliny po raz pierwszy został rozwiązany przez Gösele i Tu w 1982 roku. W niniejszej pracy został on rozwiązany w układzie odniesienia jakim jest sieć krystaliczna materiału. Takie ogólniejsze podejście pozwala na wyznaczenie prędkości reakcji na podstawie szybkości ruchu granic faz. Przesuwanie się granic faz jest wynikiem różnicy we współczynnikach dyfuzji oraz objętości molowych tworzących się faz. Pokazane zostało, że model opisujący dyfuzję reakcyjną jest zgodny z termodynamiką procesów nieodwracalnych i pozwala na modelowanie złożonych układów wielofazowych. Pokazano ilościowy oraz jakościowy opis tworzenia powłok metodą osadzania chemicznego z fazy gazowej (CVD). Słowa kluczowe: układ wielofazowy, dyfuzja reakcyjna, równanie ciągłości objętości, CVD Today and tommorow, modelling and simulations of thermo-chemical treatment for surface engineering The problem of simultaneous growth and competition of intermediate phases during reactive diffusion was analyzed by Gösele and Tu in 1982. We extend old problem and propose method based on lattice fi xed frame of reference. It allows computing the material velocity in the reacting system in which reactions at several moving interfaces occur. All reactions lead to the lattice shift due to the difference of intrinsic diffusivities and different molar volumes. It is shown that the derived set of partial differential equations describing the reactive diffusion is thermodynamically consistent and can be used in advanced modeling. The quantitative description of the diffusion controlled Chemical Vapor Deposition (CVD) of the coating formation is shown. Keywords: multiphase system, reactive diffusion, volume continuity equation, CVD ochrona przed korozja 3/2011 1. Wstęp Najważniejszą funkcją powłok, których celem jest praca w wysokich temperaturach, jest ochrona powierzchni metali przed korozją. Najczęściej stosow[...]

 Strona 1