Diffusion of boron in cobalt sinters

The paper describes the process of diffusion taking place at the surface of sinters produced from Co Extrafine powder after saturation with boron. Boronizing was performed at a temperature of 950°C for 6 and 12 hours by applying B4C powder as a depositing source, NH4Cl + NaF as an activator and Al2O3 as an inert filler. The study involved determining the diffusion coefficient, which required analyzing the microstructure and thickness of the layers and the process time. The images obtained with a Leica DM-4000 optical microscope revealed a two-phase structure of the boride layers. The presence of the two phases, i.e. CoB and Co2B, was confirmed by X-ray diffraction (XRD). A model of diffusion of boron atoms into the cobalt substrate was developed assuming the reaction diffusion mechanism. This model was used to calculate the diffusion coefficient. It required taking account of the interatomic potentials of boron and cobalt. The calculation results were compared with the experimental data concerning the diffusion of boron in other materials.

W pracy przedstawiono wyniki badań procesu dyfuzji w warstwach powierzchniowych uzyskanych w wyniku nasycenia borem spieków otrzymanych z proszku kobaltu gatunku Co Extrafine. Warstwy otrzymano przy zastosowaniu proszkowej metody borowania opartej na wykorzystaniu mieszaniny o składzie: B4C jako składnik podstawowy stanowiący źródło boru, (NH4Cl + NaF) aktywator i Al2O3 jako wypełniacz. Zachowane były następujące parametry procesu: temperatura 950°C, czas 6h i 12h. Badania obejmowały wyznaczenie współczynnika dyfuzji w oparciu o strukturę, grubość uzyskanych i czas nasycenia warstw. Obserwacji naniesionych warstw dokonano za pomocą mikroskopu optycznego Leica DM-4000. Zdjęcia ujawniły dwufazową strukturę warstw borkowych. Badania rentgenowskie potwierdziły występowanie faz o składzie: CoB i Co2B. Zbudowano model dyfuzji atomów boru w strukturze kobaltu zakładając dyfuzję reaktywną. Obliczono współczynnik dyfuzji w oparciu o model atomowy dyfuzji wykorzystując potencjały oddziaływan pomiędzy atomami boru i kobaltu. Otrzymane wyniki porównano z danymi doświadczalnymi dyfuzji boru w innych materiałach.