Поры в силицированном слое

Наличие пор в значительной мере снижает защитные свойства силицированных слоев. Трудности получения беспористых слоев задерживают внедрение силицирования в промышленности. В настоящее время большинство исследователей считают, что поры в силицированном слое имеют диффузионное происхождение; эта точка зрения была впервые высказана в работе. Однако эффект Френкеля нельзя считать единственной причиной существования пор в силицированном слое. Дефицит материала в слое может создаваться из-за ухода в газовую фазу атомов железа, если поступление кремния в железо, насыщаемое в атмосфере Ar + SiCl4, происходит согласно реакции замещения, не исключено также разрыхляющее действие газообразного хлорида железа, удаляющегося из зоны реакции.

Некоторая доля пор может возникать в результате ползучести в напряженном слое продуктов реакции, которые по структуре и свойствам отличаются от насыщаемого материала. Если периоды решетки Fe3Si и а-железа различаются не более чем на 10%, что неприемлемо при производстве столь прочных конструкций, как стеллажи, то для Fe3Si и у-железа это различие достигает 40%. Соотношение коэффициентов теплового расширения железа и его силицида сильно зависит от температуры. При 1000° С значения их близки, а при 800° С коэффициент теплового расширения Fe3Sj в 2 раза больше, чем у железа. Компоненты силицированного слоя железо и кремний образуют систему с замкнутой у-областью. В процессе насыщения происходит превращение. В работе показано, что полиморфное превращение в металле или сплаве сопровождается увеличением пористости. Однако маловероятно, что при силицировании этот фактор вносит заметный вклад в увеличение пористости слоя.