Эффективный коэффициент диффузии (также упоминается как коэффициент диффузии) из диффузанта в атомной диффузии твердых поликристаллических материалов , таких как металлические сплавы часто представляются как взвешенное среднее из граничного коэффициента диффузии зерна и решетка коэффициента диффузии . [1] Диффузию вдоль границ зерен и в решетке можно моделировать уравнением Аррениуса.. Отношение энергии активации зернограничной диффузии к энергии активации решеточной диффузии обычно составляет 0,4–0,6, поэтому при понижении температуры компонент зернограничной диффузии увеличивается. [1] Повышение температуры часто позволяет увеличить размер зерна, а компонент решеточной диффузии увеличивается с повышением температуры, поэтому часто при температуре расплава 0,8 Т (сплава) компонентом границы зерен можно пренебречь.
Моделирование
Эффективный коэффициент диффузии можно смоделировать с помощью уравнения Харта, когда решеточная диффузия является доминирующей (кинетика типа A):
где
- эффективный коэффициент диффузии
- коэффициент зернограничной диффузии
- коэффициент решеточной диффузии
- значение в зависимости от формы зерна, 1 для параллельных зерен, 3 для квадратных зерен
- средний размер зерна
- ширина границы зерна, часто принимаемая равной 0,5 нм
Диффузия по границам зерен значительна в гранецентрированных кубических металлах при температуре расплава ниже примерно 0,8 Тл (абсолютное значение). Линейные дислокации и другие кристаллические дефекты могут стать существенными ниже ~ 0,4 Т расплава в металлах FCC.
Рекомендации
Смотрите также
- Киркендалл эффект
- Фазовые превращения в твердых телах
- Массовая диффузия