Новости

Новости

Зависимость самодиффузии от температуры


Если учесть, что кТпл = аплGb3, то как функция сходственной температуры 0 = T/Tпл коэффициент самодиффузии

должен для всех металлов с точностью до одного порядка укладываться в единую линейную зависимость ln D ~ 1/0. Для 28 металлов такие зависимости lg D (Tпл/T) показаны на рис. 8. Поскольку D0 = const и Q/kTпл ~ const, у всех металлов ожидается одинаковый коэффициент самодиффузии при точке плавления D(Tпл) (ван Лимпт, 1935г.). Действительно, на рис. 8 для большинства металлов D(Tпл) ~ 10в-8 см2/с. При 0,7Tпл он везде на три порядка меньше: D(0,7Тпл) ~ 10в-11 см2/с. Соответственно, глубина проникновения Диффузионного слоя х = V(Dt) составит за 1 ч всюду около 60 мкм При температуре плавления и 2 мкм - при 0,7Тпл.
Для огромного числа измерений диффузии зависимость D = D0e-Q/kT, за Редкими исключениями, выполняется. Ho у найденных в разных работах предэкспоненциальных множителей D0 часто большой разнобой (в том числе и по Измерениям наиболее надежными - изотопными - методами). Усреднять D0 и Q по совокупности работ нельзя, так как систематические ошибки D0 и Q взаимосвязаны. (Если коэффициенты диффузии D(T) измерены правильно, но в у3. ком интервале температур, то возможна большая ошибка в наклоне прямой lnD = lnD0— Q/kT, отчего Q и lnD0 завышены или занижены вместе). Поэтому сначала по совокупности всех надежных измерений в возможно большем интервале высоких температур строят (линейной регрессией) сводную прямую lnD (1/T) и уже из нее находят D0 и Q и их дисперсии.

В принципе можно представить кроме вакансионного и другие механизмы самодиффузии: межузельный, прямой обмен и кольцевой (рис. 9). В этом порядке (как показывают оценки энергии “на перевале”) убывает энергия активации самодиффузии Q. Для всех способов она в несколько раз больше, чем для вакансионного механизма. Соответственно вероятность этих процессов ехр (-Q/кТ) на много порядков ниже. Уже существование единой зависимости lg D (1/0) (см. рис. 8) доказывает, что для всех металлов главный механизм самодиффузии — вакансионный.