Efektywny współczynnik dyfuzji

Efektywny współczynnik dyfuzji dyfuzora w dyfuzji atomowej stałych materiałów polikrystalicznych , takich jak stopy metali, jest często przedstawiany jako średnia ważona współczynnika dyfuzji na granicy ziaren i współczynnika dyfuzji sieci krystalicznej . Dyfuzję zarówno wzdłuż granicy ziaren, jak iw sieci można modelować za pomocą równania Arrheniusa . Stosunek energii aktywacji dyfuzji na granicy ziaren do energii aktywacji dyfuzji w sieci wynosi zwykle 0,4–0,6, więc wraz ze spadkiem temperatury składnik dyfuzji na granicy ziaren wzrasta. Rosnąca temperatura często pozwala na zwiększenie wielkości ziarna, a składowa dyfuzji sieci krystalicznej rośnie wraz ze wzrostem temperatury, więc często przy stopie 0,8 T ( _stopu ) składową granicy ziaren można pominąć.

Modelowanie

Efektywny współczynnik dyfuzji można modelować za pomocą równania Harta, gdy dominuje dyfuzja sieciowa (kinetyka typu A):

$\ Displaystyle D _ {\ tekst {eff}} = fD _ {\ tekst {gb}} + (1-f) D_ {\ ell}}$

Gdzie

${\ Displaystyle D _ {\ tekst {eff}} = {}}$ efektywny współczynnik dyfuzji

${\ Displaystyle D _ {\ tekst {gb}} = {}}$ współczynnik dyfuzji granicy ziarna

${\ Displaystyle D_ {\ ell} = {}}$ współczynnik dyfuzji sieci

${\ Displaystyle f = {\ Frac {q \ delta} {d}}}$

${\ Displaystyle q = {}}$ wartość oparta na kształcie ziarna, 1 dla ziaren równoległych, 3 dla ziaren kwadratowych

średni rozmiar ziarna ${\$

$Displaystyle \ delta = {}} szerokość granicy ziarna,$ że wynosi 0,5 nm

Dyfuzja granic ziaren jest znacząca w metalach sześciennych centrowanych na powierzchni poniżej około 0,8 T _stopu (bezwzględny). Dyslokacje linii i inne defekty krystaliczne mogą stać się znaczące poniżej ~ 0,4 T _stopu w metalach FCC.

Zobacz też

• Efekt Kirkendalla
• Przemiany fazowe w ciałach stałych
• Dyfuzyjność masy