Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 13

По Больцману [114], решение уравнения (23) для взаимной диффузии в соприкасающихся между собой пластинках двух веществ

при допущении, чтоможет быть дано уравнением

 

Из уравнения (42) путем графического интегрирования можно определить D как функцию концентрации.

Пользуясь этим, Матано [113] нашел зависимость коэффициента диффузии от концентрации для ряда металлических систем. Экспериментальные данные Матано (рис. 20 и 21), Курдюмова с сотрудниками [115] и других авторов показывают, что D является сложной функцией концентрации диффундирующего вещества в диффузионном слое. Характер этой функции в разных случаях различен. Часто изменение D с концентрацией различно у краев одной концентрационной диаграммы [92]. Иногда очень незначительное изменение концентрации сильно сказывается на коэффициенте диффузии. В работе Курдюмова с сотрудниками [115], в частности, установлено, что добавление небольшого количества (до 4,5 ат. %) углерода к γ-железу значительно снижает энергию активации самодиффузии железа и на несколько порядков уменьшает предэкспоненциальный множитель уравнения [39].

Существенное влияние малых количеств примесей в растворителе на коэффициент диффузии наблюдали Герцкрикен и Дехтяр [116] и другие исследователи. Современная теория твердого тела [91, 117] позволяет во многих случаях объяснить и даже предсказать характер и степень этого влияния исходя из сопоставления энергий взаимодействия элементов решеток (атомов, ионов, молекул) системы и анализа протекающих в ней процессов.

Существенный интерес представляет диффузия (миграция) вещества в поверхностном слое твердых тел, привлекающая в последнее время внимание многих авторов [102, 118—122 и др.]. Явление поверхностной миграции было доказано работами Фольмера с сотрудниками [118—120] по изучению роста и растворения монокристаллов. Впоследствии это явление было установлено и изучено для ряда систем путем наблюдения процессов конденсации И агрегации сплошных пленок на поверхности кристаллических тел. Наконец, в последние годы для изучения этого явления успешно применены фотоэлектрические и термоионные методы, основанные на наблюдении изменения термоионных и фотоэлектрических токов, зависящих от покрытия поверхности кристаллов пленкой мигрирующих атомов [192, 121, 122]. Это позволило получить новые данные о поверхностной диффузии.

В настоящее время сведения о ней все же еще довольно ограничены. Известно, однако, что если поверхностная диффузия имеет место, то она происходит обычно значительно легче, чем объемная и чем диффузия вдоль граней зерен (по внутренним поверхностям тела). Сопоставление энергии активации этих трех видов диффузии в таких случаях приводит к заключению, что

 

Другие части:

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 1

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 2

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 3

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 4

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 5

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 6

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 7

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 8

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 9

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 10

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 11

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 12

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 13

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 14

Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 15

 

 

Содержание