Новости

Новости

Зависимость скорости миграции от температуры


Как и для многих термически активируемых процессов, можно предполагать линейную зависимость скорости миграции

от движущей силы Z, а для подвижности M — экспоненциальную зависимость

от температуры Т. Ho тогда энергия H активации миграции оказывается сильно чувствительна к типу границ. Если сравнивать с энергией активации самодиффузии Q, то для разных границ в Cu, Pb, Al, Zn находили H/Q = 0,2...2,8.
При неизменной движущей силе скорость миграции границы наклона E7 в алюминии с нагревом от 0,68 до 0,81 Tпл возрастала на два порядка: от 1,7 до 170 мкм/с. Ho уже при отклонениях Aw = ±3° от этой ориентировки (w0 = 38°) эта разница была на порядок меньше и энергия активации H(w) ниже. Для наклонов же со около оси <100>, напротив: при изменении в пределах H(w) = (0,20...0,45)Q были минимумы H(w) при хорошем сопряжении (E = 5, 13, 17).
Разнобой в измеренных энергиях H активации миграции вызван тем, что часто нет самой экспоненциальной зависимости (9). На то есть две причины: в интервале температур измерения миграции меняется либо строение границы (происходит фазовое превращение), либо способ ее взаимодействия с примесью (отрыв от сегрегации вместо ее увлечения). Отрыв от примеси дает в узком интервале температур (20...40°) скачок скорости в 3...20 раз (в Al, Au, Zn), и если диапазон измерения w(T) перекрывает этот интервал, вычисления из (9) энергии активации H теряют смысл.
Поскольку факт отрыва или превращения границ обычно не проверен, разноречивы и измерения влияния примесей на миграцию. В чистых бикристаллах свинца при 0,95 Tпл все границы двигались с одинаковой скоростью 90 мкм/с. Ho от введения 0,005% (ат.) Sn подвижность регулярных границ Е7, Е13, Е17 (Aw = ±2...4°) упала в 6...20 раз, а нерегулярных в 7000 раз. В алюминии скорость миграции “случайных” границ, экстраполированная к точке плавления, составила 17 мкм/с независимо от чистоты. Ho уже при 0,92 Tпл подвижность границ в более загрязненном материале оказалась в 300 раз ниже, чем в чистом.
Из-за неопределенности содержания примесей и незнания статистики ориентировок прогнозировать “среднюю по поликристаллу” подвижность границ в технических сплавах затруднительно даже по порядку величины.