АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Диффузионные процессы в твердых телах

Читайте также:
  1. XI. Гетерогенные процессы.
  2. Архиерейские процессы. Дело Воронежского архиепископа Льва (Юрлова)
  3. Биологические процессы в технологии
  4. БОРЬБА С ИНАКОМЫСЛИЕМ. ПОЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СССР
  5. Важнейшие технологические процессы заготовительного производства в машиностроении
  6. Важнейшие технологические процессы капитального строительства
  7. Важнейшие технологические процессы обрабатывающего производства в машиностроении
  8. Важнейшие технологические процессы пищевой промышленности
  9. Важнейшие технологические процессы сборочного производства в машиностроении
  10. Внешняя политика СССР: процессы, тенденции, проблемы
  11. Внутренняя энергия тела и способы её изменения. Изменение внутренней энергии тела при нагревании. Первое начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы.
  12. Волновые процессы в линиях

 

Диффузия – неравновесный процесс – частный случай явлений массопереноса, вызываемый тепловым молекулярным движением и приводящий к установлению равновесного распределения концентраций внутри фаз. Диффузия – процесс необратимый, приводящий к выравниванию химических потенциалов компонентов системы.

Механизмы диффузии в твердотельных системах подразделяют на:

а) вакансионный (обмен местами атомов кристалла с вакансиями);

б) междоузельный (перемещение атомов по междоузлиям);

в) бездефектные (одновременное циклическое перемещение нескольких атомов либо обмен местами двух соседних атомов).

Важнейшими законами диффузии являются:

I закон Фика:

j = - D Ñc, (8.1)

где j – диффузионный поток, D – коэффициент диффузии, Ñc – градиент концентрации; знак “минус” означает, что поток направлен в сторону уменьшения концентрации.

II закон Фика:

, (8.2)

в случае независимости D от концентрации с принимающий вид:

. (8.3)

Коэффициент диффузии D зависит от температуры Т и от энергии активации диффузии Еа в соответствии с уравнением Аррениуса:

D = D0 exp (- Ea / kT). (8.4)

В простейшем случае, когда коэффициент диффузии не зависит от концентрации диффундирующего компонента, энергию активации Еа можно найти из наклона зависимости lg D, 1/T по уравнению:

(эВ), (8.5)

полученному логарифмированием соотношения (8.4).

В рамках вакансионного механизма диффузии предполагается, что для перехода атома из узла в вакансию, ему нужно преодолеть потенциальный барьер. При этом, чтобы минимизировать вероятность обратного процесса (возвращения атома на свое прежнее место) атом должен отдать часть энергии за счет сильного взаимодействия с соседями. Соответственно, время нахождения данного атома в узле, соседнем с вакансией

t = t0 exp (DE / kT), (8.6)

где t0 ~ 10-13 с (время порядка периода колебаний атомов в решетке), а коэффициент самодиффузии равен:

, (8.7)

где U – энергия образования вакансии, – постоянная решетки.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)