В решетке диффузия происходит за счет движения вакансий при их равновесной концентрации cV. Из уравнения равновесия с решеткой (уравнения адсорбции) можно найти концентрацию вакансий в границе сVг, если известно изменение AUV энергии вакансии при входе в границу (которое зависит от строения границы). Ho, как выявилось на численной модели, лишь в регулярной границе вакансия действительно занимает узел, а в нерегулярных (которых большинство) она исчезает — делокализуется, вызвав перестройку большого объема (вакансия “размазывается в слой мелких пустот” объемом много менее b3 — как и в жидкости). Даже и в регулярной границе состояние вакансии может зависеть от температуры.
На кинокадрах вибрирующей решетки из шариков “меченый” шарик двигался в границе зерна длинными скачками: коллективное возбуждение перебрасывало его из одной ячейки решетки совпадений в другую. В симметричных регулярных границах наклона на модели молекулярной динамики (при потенциале погруженного атома) в серебре обнаружены два режима самодиффузии: при высоких температурах движутся вакансии; при низких температурах их нет, и тогда поток вещества — результат “дрейфа” малых пустот (менее b3), с меньшей энергией активации Qг. Механизм сменялся в узком интервале температур: в границе 15 с охлаждением от 0,56 до 0,50Tпл энергия активации зернограничной диффузии скачком упала с Qг/Q = 0,61 до 0,24 (в сравнении с энергией активации объемной самодиффузии Q). Для границы Е13 переход был при 0,61...0,56 Тпл. В a-железе в симметричных границах наклона [100]Е5 вакансия сохранялась до 2/3Тпл (на модели молекулярной динамики при потенциале Джонсона).
Главная