Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 3
Диффузии в твердых телах посвящено много теоретических и экспериментальных исследований. В результате их установлена существенная роль диффузионных явлений в спекании, рекристаллизации, «отдыхе», химическом взаимодействии кристаллических тел и в некоторых других важных процессах их превращения, при рассмотрении которых диффузию раньше недостаточно учитывали или совсем не принимали во внимание.
Изучение диффузии в твердых телах имеет поэтому большое теоретическое и практическое значение. Основными задачами этого изучения являются выяснение механизма и кинетики диффузии, влияния на нее различных факторов (структуры тела, температуры, концентрации диффундирующего элемента и т. п.) и ее воздействия на другие явления, протекающие в твердых телах.
Позволяя во многих случаях выяснить энергию активизации взаимодействия и механизм подвижности элементов кристаллических решеток, а также характер их дефектов, исследование диффузии имеет большое значение также для развития теории твердого тела.
Некоторые вопросы, связанные с диффузией, не могут быть достаточно строго рассмотрены в рамках современной теории твердого тела и до настоящего времени еще не имеют точного решения. Поэтому при их описании пока обычно используют сильно упрощенные модели истинных явлений. К таким вопросам относятся объемная диффузия в сплавах, диффузия вдоль граней кристаллов, поверхностная миграция вещества, диффузия, осложненная химической реакцией, и некоторые другие.
Однако сведения о диффузии в твердых телах, имеющиеся в настоящее время, достаточны для освещения общих закономерностей этого процесса и характеристики основных проблем и направлений его дальнейшего исследования.
Диффузия есть перемещение вещества в результате хаотического движения его частиц, вызванного кинетической энергией, или направленного их движения, обусловленного градиентом концентрации или химического потенциала. В последнем случае диффузия
происходит в направлении меньшей концентрации диффундирующего агента или большего химического потенциала растворителя. В практике диффузия является часто результатом сочетания обоих указанных явлений.
Диффузионные процессы, протекающие в твердых телах, отличаются большим разнообразием. Различают прежде всего самодиффузию и гетеродиффузию в твердых телах в зависимости от того, происходит ли перемещение в кристаллической решетке ее же элементов (атомов) или чужеродных атомов, ионов и т. п.
Количественные исследования гетеродиффузии начаты значительно раньше, чем самодиффузии; изучение последней до работ Хевеши [80, 81 ] было затруднено невозможностью отмечать атомы одного и того же тела и, таким образом, следить за их продвижением в кристаллической решетке. В настоящее время с помощью меченых атомов самодиффузию изучают количественно в широких масштабах.
В зависимости от путей миграции атомов, ионов, молекул различают объемную диффузию (в глубине решетки), диффузию вдоль граней кристаллов (по «внутренним поверхностям» тела) и поверхностную диффузию (по внешней поверхности). Первая из них изучена наиболее полно, последняя значительно меньше; что же касается диффузии вдоль граней кристаллов (по их «внутренним поверхностям»), то о ней имеются лишь отрывочные сведения.
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