化學(xué)滲劑是含有被滲元素的物質(zhì)。被滲元素以分子狀態(tài)存在,它必須分解為活性原子或離子才可能被鋼件表面吸收及固溶,很難分解為活性原子或離子的物質(zhì)不能作滲劑使用。例如普通滲氮時(shí)不用氮而用氨,因?yàn)榘睒O易分解出活性氮原子【N】: 2NH→3H2+2【N】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué),分解反應(yīng)產(chǎn)物的自由能必須低于反應(yīng)物的自由能,分解反應(yīng)才可能發(fā)生。 但僅滿足熱力學(xué)條件是不夠的,在生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用還必須考慮動(dòng)力學(xué)條件,即反應(yīng)速度;提高反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)溫度,雖然均可加速滲劑的分解,但受材料或工藝等因素的限制。 在實(shí)際生產(chǎn)中,使用催化劑以降低反應(yīng)過(guò)程的激活能,可使一個(gè)高激活能的單一反應(yīng)過(guò)程變?yōu)橛扇舾蓚€(gè)低激活能的中間過(guò)渡性反應(yīng)過(guò)程,從而加速分解反應(yīng)。 鐵、鎳、鈷、鉑等金屬都是使氨或有機(jī)碳?xì)浠衔锓纸獾挠行Т呋瘎?,所以鋼件表面本身就是很好的催化劑,滲劑在鋼件表面的分解速率比其單獨(dú)存在時(shí)的分解速率可以提高好幾倍。
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