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, что
может 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