Презентация по дисциплине материаловедение "Диффузия в маталлах и сплавах"

диффундирующих частиц.
Основными типами движения при диффузии в твердых телах

являются случайные периодические скачки атомов из узла кристаллической решетки в соседний или вакансию.
Различают:
1) самодиффузию - перемещение атомов металла в кристалле, жидкости или газе;
2) гетеродиффузию - перемещение чужеродных атомов;
3) реактивную диффузию - которая сопровождающаяся реакциями образования промежуточных фаз.
Существуют:
а) Прямая диффузия, когда происходит перемещение атомов в направлении градиента концентрации - в сторону низкой концентрации вещества;
б) Обратная или восходящая диффузия - перемещение атомов в сторону более высокой концентрации.

диффузии в чистых металлах является нанесение слоя радиоактивного изотопа на

образец данного металла с последующим отжигом и определением глубины проникновения радиоактивного вещества.
Исходное распределение атомов с течением времени сглаживается и в конце концов становится одинаковым по всему объему, т.е. из-за наличия градиента концентрации возникает макроскопический поток вещества.

меняется от времени то уравнение для потока вещества J будет

иметь вид
J = - D(dС/dx)t ,
где J - поток атомов, проходящий через единицу площади поверхности в любой момент времени t; (dС/dx) - градиент концентрации, перпендикулярный к этой поверхности; D - коэффициент диффузии. Знак "-" указывает, что самодиффузия идет в направлении, обратном направлению градиента концентрации. Это уравнение есть первое уравнение Фика.
Если градиента нет, то поток равен 0.
Для выражения величин, входящих в первое уравнение Фика, используют обычно следующие единицы измерения: г/см2×сек=(см2/сек)×(г/см3/см).
Если градиент концентрации изменяется со временем, то самодиффузия описывается вторым законом Фика:

или, если D не зависит от состава

где dC/dt - скорость изменения концентрации в произвольной точке x.

типом кристаллической решетки, Q - энергия активации самодиффузии.
Параметры самодиффузии

некоторых металлов: