На основании решения уравнений диффузии можно построить диффузионную диаграмму процесса, позволяющую прогнозировать состав диффузионной зоны, выбирать режимы процесса диффузионного отжига и т.п. Типовая диффузионная диаграмма представлена на рис. 11.
Численные значения специальных функций erf(Z), erfc(Z) и ierfc(Z) приведены в таблице 4.
Параметры диффузии некоторых элементов в железе приведены в таблице 5.
В первом квадранте изображено распределение концентрации диффузанта в зависимости от относительной глубины. В третьем квадранте приведено семейство кривых, отображающих активность диффузионного процесса, выраженного виде обратной величины диффузионного пути в зависимости от температуры и продолжительности. Во втором квадранте представлено семейство прямых лучей определяющих положение поверхности в диффузионной зоне относительно нулевого уровня.
На рис. 11 пунктирными линиями показана процедура определения концентрации диффундирующего элемента в диффузионной зоне на глубине Х2, образовавшейся после диффузионного насыщения в течение времени ti при температуре Т2. Возможно решение обратной задачи, т.е при заданной концентрации легирующего элемента на заданной глубине относительно поверхностного слоя (θ и Х) можно определить сочетание температуры и продолжительности, при которых они обеспечиваются.
Рис. 11. Типовая диффузионная диаграмма
|
Z |
erf(z) |
erfc(z) |
2ierfc(z) |
|
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,5 3,0 |
0 0,05637 0,11246 0,16800 0,22270 0,27633 0,32863 0,37938 0,42839 0,47548 0,52050 0,60386 0,67780 0,74210 0,79691 0,84270 0,91031 0,95228 0,97635 0,98909 0,99532 0,99959 0,99998 |
1,0 0,94360 0,88754 0,83200 0,77730 0,72367 0,67137 0,62062 0,57161 0,52452 0,47950 0,39614 0,32220 0,25790 0,20309 0,15730 0,08969 0,04772 0,02365 0,01091 0,00468 0,00041 0,00002 |
1,1284 1,0312 0,9396 0,8537 0,7732 0,6982 0,6284 0,5639 0,5043 0,4495 0,3993 0,3119 0,2402 0,1823 0,1364 0,1005 0,0521 0,0253 0,0115 0,0049 0,0020 0,0001 0,00005 |
Таблица 4.
Интегральные функции ошибок
Таблица 5
Параметры диффузии некоторых элементов в железе
|
Матрица |
Диффузант |
D0, см2/с |
ЕА, Дж |
Диапазон температур оС |
|
Feα Feγ Fe Fe Feα Feγ Fe |
Al Al Ni Cu Co Co Nb |
0,17 4,27 0,77 3,0 16,5 2,5 530 |
217713,6 314010 280515 255395 263768 303543 344574 |
770…900 1100…1250 930…1050 800…1200 700…900 1100…1250 1165…1320 |
|
Feα Feα Feγ Fe Feα Feα |
C C C N H H |
0,01 0,2 0,15 0,0066 0,12 0,0022 |
84157,7 102995,3 133977,6 77874,5 32657 12141,72 |
0…200 500…750 800…1400 0…200 400…900 |
ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Задание № 1
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.