ТЕОРИЯ сварочных процессов

Кинетический и диффузионный режимы

Если масса перенесенного диффузией компонента будет боль­ше, чем может быть израсходовано в химической реакции, то об­щая скорость процесса будет определяться кинетикой, т. е. скоро­стью химической реакции (кинетический режим). Если в химиче­ской реакции за единицу времени может быть поглощено больше компонента, чем может его поступить путем диффузии, то общая скорость процесса будет определяться скоростью диффузии (диф­фузионный режим). Лимитирующим будет самое медленное звено.

Режим одного и того же процесса гетерогенной реакции, на­пример окисления металла кислородом, может меняться в зависи­мости от температуры.

Энергия активации диффузии Q обычно всегда ниже, чем энер­гия активации химической реакции А, и при высоких температурах наиболее вероятен диффузионный режим. В самом деле:

A>Q, KT=KQe-AIRT; DT=DQe~Q/RT-,

d(lnKT) _ A d(lnDT) _ Q

dT RT2 dT RT2

Следовательно, константа скорости химической реакции растет с температурой быстрее, чем коэффициент диффузии, и начиная с некоторой температуры скорость диффузии будет лимитировать процесс окисления. При гетерогенной химической реакции про­дукты могут закрывать поверхность контакта некоторым непре­рывным слоем, например твердого вещества, диффузионные про­цессы в котором развиваются медленно. В этом случае процесс окисления металла будет протекать в диффузионном режиме.