АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Механизмы диффузии

Механизм и скорость диффузионных процессов определяют дефекты структуры. При высоких температурах основная роль принадлежит точечным дефектам, в основном вакансиям (рис. 8), при относительно низких температурах – дислокациям и двумерным дефектам.

Рис. 8. Возможные механизмы диффузии в твердых телах: 1 – простой обменный; 2 – циклический обменный; 3 – ваканстонный; 4 – простой межузельный; 5 – межузельный механизм вытеснения; 6 – кроудионный

Наиболее затруднительными являются простой обменный и циклический обменный механизмы, т.к. требуют значительного увеличения энергии атомов, чтобы «раздвинуть» близлежащие атомы. Это приводит к сильному мгновенному искажению решетки в месте перехода двух соседних атомов.

Вакансионный механизм – обмен местами атомов и вакансий. Этот механизм предпочтительный для большинства металлов и твердых растворов замещения с плотноупакованными кристаллическими решетками, так как при всех температурах выше 0°К каждое тело содержит некоторое количество равновесных вакансий. Для его реализации необходимы следующие два фактора: во-первых, вакансия должна оказаться рядом с атомом, в одном из соседних узлов; во-вторых, должен произойти скачок атома в вакансию или вакансии на место атома.

При обменном механизме одновременное смещение двух атомов возможно, если они оба обладают одновременно примерно равной энергией (рис. 9б),то есть вероятность события характеризуется про­изведением

.

При вакансионном механизме при смещении лишь одного атома вероятность пропорциональна , где – энергия активации такого процесса.

Поэтому . Вывод: вероятность реализации вакансионного механизма выше, чем простого обменного, в частности для меди Дж/моль, Дж/моль.

Межузельный механизм – переход атомов из узлов кристаллической решетки в межузлия и их последующее перемещение по межузлиям. Механизм возможен в твердых растворах внедрения и фазах внедрения, в которых маленькие растворенные атомы занимают межузельные положения.

Кроудионный механизм возможен, если в направлении плотной упаковки появляется лишний атом, вследствие чего несколько атомов цепочки смещаются из положения равновесия (кроудион). Кроудион (цепочка атомов, сжатая за счет наличия в ряду лишнего атома) может двигаться только в направлении соответствующего атомного ряда. Он смещается относительно легко, так как каждый атом смещается мало, а «волна» смещения распространяется быстро. Этот механизм может играть заметную роль при отжиге материалов, подвергнутых облучению различными элементарными частицами.

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 491 | Нарушение авторских прав