Эффективный коэффициент диффузии

Эффективный диффузии диффузанта коэффициент В атомной диффузии твердых поликристаллических материалов, таких как металлические сплавы, часто представляется как средневзвешенное значение коэффициента зернограничной диффузии и коэффициента решеточной диффузии . Диффузию как вдоль границы зерна, так и в решетке можно смоделировать с помощью уравнения Аррениуса . Отношение энергии активации зернограничной диффузии к энергии активации решеточной диффузии обычно составляет 0,4–0,6, поэтому с понижением температуры компонент зернограничной диффузии увеличивается. Повышение температуры часто приводит к увеличению размера зерна, а диффузионная составляющая решетки увеличивается с повышением температуры, поэтому часто при _{температуре плавления} 0,8 Тл (сплава) зернограничной составляющей можно пренебречь.

Моделирование

Эффективный коэффициент диффузии можно смоделировать с помощью уравнения Харта, когда преобладает решеточная диффузия (кинетика типа А):

$D_{\text{eff}}=fD_{\text{gb}}+(1-f)D_{\ell }$

где

$D_{\text{eff}}={}$эффективный коэффициент диффузии

$D_{\text{gb}}={}$коэффициент зернограничной диффузии

$D_{\ell }={}$коэффициент решеточной диффузии

$f={\frac {q\delta }{d}}$

$q={}$значение зависит от формы зерен, 1 для параллельных зерен, 3 для квадратных зерен

$d={}$средний размер зерна

$\delta ={}$ширина границы зерна, часто принимаемая равной 0,5 нм.

Диффузия по границам зерен значительна в гранецентрированных кубических ниже примерно 0,8 Тл _{металлах при температуре плавления} (абсолютная). Линейные дислокации и другие кристаллические дефекты могут стать значительными при _{температуре плавления} ниже ~0,4 Тл в ГЦК-металлах.

См. также

• Эффект Киркендалла
• Массовая диффузия