Исследования, результаты которых представлены в настоящей главе, в значительной мере относятся к соединениям, в формировании которых существенная роль принадлежит гетеродиффузии, приводящей к образованию в контакте промежуточного слоя. Этот слой является продуктом топохимической реакции, скорость которой определяется быстротой протекания кристаллохимических и диффузионных процессов в приповерхностных слоях свариваемых материалов, если образуется новое химическое соединение, и только диффузионных, если образуется твердый раствор.
Образовавшаяся при этой реакции новая фаза является физическим и химическим выражением сил связи атомов (ионов) свариваемых материалов.
Процесс образования новой фазы имеет место, если он энергетически выгоден, т.е. приводит к уменьшению свободной энергии системы. Изменение последней позволяет определить термодинамический анализ химической реакции между свариваемыми материалами.
Термодинамическая характеристика системы предусматривает прежде всего точное написание уравнения, иллюстрирующее начальное и конечное состояние системы, в которой протекает реакция или установилось химическое равновесие. В отличие от термодинамического анализа известной химической реакции, при диффузионной сварке в суммарном уравнении точно известны исходные вещества, свариваемые материалы (начальное состояние системы) и лишь предположительно — продукты, образующиеся в переходном слое (конечное состояние). Это вызывает необходимость проводить термодинамический анализ возможности взаимодействия по ряду уравнений, в которых левая часть аналогична (начальные вещества), а в правой части каждого из уравнений приведены вещества, образование которых можно предположить (конечные вещества).
Кроме того, необходимым условием для точного составления этих уравнений являются правильные формулы компонентов и выведенные на их основе химические коэффициенты. Произвольное написание целочисленных стехиометрических индексов фаз переменного состава и стехиометрических коэффициентов уравнений реакций с последующим расчетом функций по этим уравнениям может привести к большим ошибкам.