1. Titan / po'lat kompozit plitaning interfeysini bog'lash mexanizmi
Heterojen metall materiallar orasidagi interfeys bog'lanishi uch turga bo'linishi mumkin: jismoniy bog'lanish, kimyoviy bog'lanish va mexanik bog'lanish. Van der Waals kuchlari, vodorod aloqalari va boshqa jismoniy aloqalar odatda polimer asosidagi kompozit materiallarda uchraydi. Kimyoviy bog'lanish deganda ma'lum jarayon sharoitida ikkita material o'rtasidagi o'zaro ta'sir va kimyoviy reaktsiya tushuniladi, natijada kimyoviy bog'lanish hosil bo'ladi, odatda metall asosidagi kompozit materiallarda uchraydi. Mexanik bog'lanish kuchi asosan materialning sirt pürüzlülüğü bilan belgilanadigan ishqalanish kuchini o'z ichiga oladi. Kompozit materiallarda metallning sirt pürüzlülüğü qanchalik baland bo'lsa, mexanik bog'lanish kuchi shunchalik katta bo'ladi. Deyarli barcha kompozit materiallar mexanik bog'lanish kuchiga ega. Yuqoridagi uch turdagi birikmalarga asoslanib, tadqiqotchilar bir nechta nuqtai nazardan kompozit materiallarning kompozit nazariyasini taklif qilishdi.
(1) Diffuziya nazariyasi
Diffuziya nazariyasi ikkita heterojen material katta plastik deformatsiyani qayta ishlash jarayonida yaqin aloqa tufayli juda katta deformatsiya issiqligini chiqaradi deb hisoblaydi. Deformatsiya issiqligi asta-sekin to'planib borar ekan, bu deformatsiya issiqliklari turli elementlar orasidagi diffuziyani rag'batlantiradi va shu bilan metallurgik bog'lovchi qatlam hosil qiladi.
(2) Qayta kristallanish nazariyasi
Qayta kristallanish nazariyasiga ko'ra, metall plastinkaning interfeys aloqa sohasidagi heterojen atomlar qayta tartibga solinadi, asta-sekin panjara konstantasiga yaqinlashadi va metall atomlari qayta tartibga solinadi, natijada ikkita metall plastinkada umumiy donalar hosil bo'ladi. Qayta kristallanish nazariyasi faqat issiq metall plitalarning kompozit jarayoni uchun samarali bo'ladi va past haroratlarda metall plitalarning bog'lanish hodisasini tushuntirib bera olmaydi.
(3) Metall bog'lanish nazariyasi
Turli materiallarning metallariga bosim o'tkazilsa, ular asta-sekin bir-biriga yaqinlashadi va atomlar orasidagi masofa qisqargan sari, itarilishdan tortib tortishgacha metall bog'lari hosil bo'ladi. Keyingi energiya nazariyasi metall bog'lanish nazariyasiga qo'shimcha bo'lgan metall aloqalarni hosil qilish uchun interfeys atomlari ma'lum energiya shartlariga javob berishi kerakligini taklif qildi.
(4) Yupqa plyonka nazariyasi
Metall plastik deformatsiyaga uchraganda, sirt qotib qoladigan qatlam yoki oksid qatlami shikastlanadi va yangi metall dumaloq kuch ta'sirida siqib chiqariladi, bu esa o'zaro bog'lanishga erishadi.
(5) Mexanik birikma nazariyasi
Mexanik bog'lanish deb ataladigan narsa faqat mexanik bog'lanish kuchiga asoslangan matritsa va mustahkamlovchi korpus o'rtasidagi o'zaro bog'lanishni anglatadi. Bu ishqalanish ta'sirida matritsa va mustahkamlovchi tanadan hosil bo'lgan kompozit materialdir, ammo kompozit plastinkaning bu shakli faqat bitta uzunlamasına yukga bardosh bera oladi.
Interfeysni bog'lash mexanizmi murakkab va xilma-xil bo'lib, turli metall materiallar orasidagi interfeysni bog'lash mexanizmi ham farq qiladi. Uni yagona kompozit mexanizm bilan har tomonlama tavsiflash qiyin. Amaliy ilovalarda kompozit materiallarning interfeysi ko'pincha bir vaqtning o'zida bir nechta turli xil bog'lash mexanizmlariga ega.
Fikning birinchi qonuni barqaror holatdagi diffuziyani yaxshi tavsiflashi mumkin, lekin ko'p hollarda diffuziya barqaror bo'lmagan diffuziyaga tegishli. Turg'un bo'lmagan diffuziyada moddaning konsentratsiyasi diffuziya masofasi va vaqtiga qarab o'zgaradi va Fikning birinchi qonuni qo'llanilmaydi. Ushbu muammoni hal qilish uchun Fikning ikkinchi qonuni taklif qilindi, bu beqaror diffuziya muammosini samarali hal qila oladi.
Atom nazariyasi
Atom nazariyasi diffuziya mexanizmini tushuntiradi. Atom nazariyasiga ko'ra, uchta diffuziya mexanizmini ochish mumkin: bo'shliq, almashinuv va vakansiya. Uchta diffuziya mexanizmining sxematik diagrammalari 1-5-rasmda ko'rsatilgan.
Bo'shliq diffuziya mexanizmi: kristall bo'shliqlarda kichik o'lchamdagi atomlar mavjud bo'lganda, bu atomlar panjara bo'shliqlarida tarqalishi mumkin. Diffuziya jarayonida diffuzion atomlar bir bo'shliqdan qo'shni atomlar orqali boshqa panjara bo'shlig'iga o'tadi va bu panjara buzilishini keltirib chiqaradi, bu odatda interstitsial qattiq eritmalarda atom diffuziyasida kuzatiladi.
Almashinuv diffuziya mexanizmi: Erituvchi atomlar va erituvchi atomlari o'xshash o'lchamlarga ega va pozitsiya almashinuvi orqali diffuziyaga erishadilar. Ushbu turdagi pozitsion almashinuv panjaraning sezilarli buzilishiga olib kelishi mumkin va bir xil bo'lmagan atomlarning turli xil diffuziya koeffitsientlari tufayli almashinuv mexanizmi orqali diffuziyaga erishish qiyin, bu faqat bir xil turdagi atomlarga tegishli. Shuning uchun uning qotishmalardagi roli juda cheklangan.
Vakansiya diffuziya mexanizmi: Vakansiya kristal tuzilishidagi atom yoki ionning etishmayotgan holatini ifodalovchi kristal tuzilishidagi nuqsonni anglatadi. Vakansiya diffuziya mexanizmi qattiq materiallar ichidagi zarrachalar yoki vakansiyalarning bir kristall panjara nuqtasidan ikkinchisiga o'tishi va tarqalishini anglatadi.
2. Diffuziyaga ta’sir etuvchi omillar
Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, harorat, bosim / bosim, kristal tuzilishi, kristallarning ichki nuqsonlari va kimyoviy tarkibi diffuziya tezligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.
(1) Harorat
Harorat ko'tarilgach, modda ichidagi zarralar orasidagi to'qnashuv chastotasi va energiyasi ortadi, zarracha tezligi ham ortadi, bu esa zarrachalarning yuqori konsentratsiyali joylardan past konsentratsiyali hududlarga tarqalishini osonlashtiradi.
(2) Kristal tuzilishi
Atom nazariyasida tasvirlangan atom diffuziya mexanizmi asosan bo'sh diffuziya, bo'shliq diffuziyasi yoki almashinuv diffuziyasini o'z ichiga oladi. Atomlar diffuziya uchun qaysi diffuziya mexanizmidan foydalanishidan qat'i nazar, ularning diffuziya traektoriyalari panjara tugunlari yoki panjara bo'shliqlari orqali o'tishi kerak. Asl to'liq kristal tuzilishi heterojen atomlardan kelib chiqqan panjara buzilishi tufayli kristal tuzilishi va kristall turiga katta ta'sir ko'rsatadi.
(3) Kristal nuqsoni
Kristall strukturasi nuqsonlari nuqta, chiziq va sirt nuqsonlariga bo'linishi mumkin. Nuqta nuqsoni materiallarining diffuziya tezligi rag'batlantiruvchi ta'sirga ega, chiziq nuqsonlari va sirt nuqsonlarining diffuziyaga ta'siri ancha murakkab. Har xil turdagi va turli xil miqdordagi nuqsonlar diffuziya jarayoniga turli xil ta'sir ko'rsatishi mumkin.
(4) Bosim/bosim
Bosim ortishi bilan zarralar orasidagi o'rtacha masofa kamayadi va ularning o'zaro ta'siri kuchayadi. Bu zarrachalarning yuqori konsentratsiyali joylardan past konsentratsiyali hududlarga o'tishini osonlashtiradi va shu bilan diffuziya tezligini oshiradi.
