ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Причины и законы диффузии из "Физико-химическая кристаллография " Процессы диффузии определяют, например, образование зародышей, рост кристаллов, образование осадков, фазовые превращения в твердых телах, процессы спекания и протекание твердофазных реакций. При разрушении материалов (например, вследствие образования окалины или коррозии) явления диффузии также играют существенную роль. Стойкость различных материалов при повышенных температурах и в присутствии реакционноспособных газов (О2, Н2О) зависит в значительной степени от диффузии этих газов в основное кристаллическое вещество. Причины диффузии, т.е. ее движущие силы, можно объяснить законами термодинамики. Процессы диффузии возможны, если при этом уменьщается свободная энергия системы или повышается энтропия. Так как диффузионные процессы связаны с повышением энтропии, они необратимы (см. 6.3.1). Если система находится в равновесии, т.е. энтропия максимальна, то диффузия не может происходить самопроизвольно. Таким образом, процессы диффузии всегда происходят при отклонении от термодинамического равновесия. [c.232] Диффузию можно рассматривать как особый процесс переноса вещества. Она может происходить, например, при выравнивании разницы концентраций — тогда говорят о концентрационной или химической диффузии. Процессы выравнивания будут протекать до тех пор, пока химические потенциалы отдельных компонентов не станут равными, тогда гастунит состояние равновесия. В самом общем случае диффузионное равновесие в многокомпонентной системе определяется равенством химических потенциалов, и здесь справедливы соотношения, приведенные в разделе 6.2.3. [c.232] Атомный механизм диффузии в кристаллах можно представить как особый механизм обмена мест. Процессы диффузии могут происходить в веществах, состоящих пз атомов одного вида, например, путем выравнивания различных кинетических энергий атомов (аналогично броуновскому движению молекул в жидкостях). Этот процесс обмена мест называется самодиффузией. Чтобы частица, находящаяся в узле решетки, могла покинуть свое нормальное место, необходимо, чтобы частица приобрела определенную энергию (энергию активации). Энергии активации особенно низки для частиц кристалла, находящихся на поверхности, так как они имеют меньше связей, чем атомы внутри кристалла. Поэтому нужно учитывать повышенную подвижность на поверхности (поверхностная диффузия или диффузия Фоль.мера). Повышенная подвижность собственных и чужеродных частиц на новерхности кристалла будет подробно изложена в главе 14.3. [c.233] Диффузия различных атомов также осуществляется за счет процессов обмена мест, причем на беспорядочное движение (выравнивание различных кинетических энергий) накладывается направленное движение, которое является результатом различий в химических потенциалах двух компонентов. [c.233] Вернуться к основной статье