Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 12
Процесс диффузии в сплавах нельзя характеризовать каким-либо одним значением энергии активации; в этом случае разные
диффундирующие атомы одного вида с неодинаковым характером окружения соседними атомами преодолевают потенциальные барьеры разной высоты, энергия образования вакансий в разных узлах также различна и т. д.
Кривоглаз [108, 11О] и Смирнов [111], развивая теорию диффузии атомов в сплавах, показали, что как для неупорядоченных, так и в особенности для упорядоченных твердых растворов зависи-
mocть
не является линейной. Переход раствора из неупо-
рядоченного в упорядоченное состояние должен отражаться на кривых температурной зависимости коэффициента диффузии. Если упорядочение является фазовым переходом второго рода, то коэффициент диффузии изменяется непрерывно, но кривая зависимости
от j, при температуре перехода имеет излом. Если же переход в упорядоченное состояние является фазовым переходом первого рода, то при температуре перехода происходит скачкообразное изменение не только энергии активации, но и самого коэффициента диффузии. В упорядоченном состоянии вблизи температуры перехода отклонения указанной зависимости от прямой должны быть особенно заметны.
Несмотря на все это, на опыте зависимость InD от 1/T чаще всего
получается линейной. Это объясняется тем, что в небольшом интервале температур (порядка 300°), за пределы которого обычно не выходят при определении коэффициентов диффузии, график рассматриваемой зависимости с известной точностью может быть аппроксимирован прямой линией. Изменение, в частности, энергии активации диффузии в металлах в указанном интервале по Дехтяру [109] составляет 1000 ккал/г-атом, что лежит в пределах погрешности обычных определений теплоты диффузии.
Естественно, что измерения в более широком диапазоне температур либо в условиях, позволяющих воспользоваться особенно точными методами определения коэффициента диффузии (например, основанными на наблюдении затухания вибраций образца сплава [112]), обнаруживают нелинейный характер зависимости логарифма коэффициента диффузии от температуры.
Очень часто значение коэффициента диффузии зависит от концентрации диффундирующего (растворенного) агента в диффузионной среде (растворителе)1. Эта зависимость становится особенно заметной при высоких концентрациях твердого раствора, приближающихся к границе растворимости диффундирующего агента.
Так как изменение D с концентрацией может быть очень существенным, в некоторых случаях тысячекратным [113], то применение уравнения (34) в случае зависимости D от С способно дать только «средние» значения коэффициента диффузии и привести к весьма
существенным погрешностям в определении значений коэффициента А = Do и теплоты диффузии.
Кинетика диффузии в этом случае выражается уравнением (23), решения которого для многих типов систем в настоящее время имеются.
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