характер температурной зависимости коэффициента диффузии

Теперь попытаемся понять характер температурной зависимости коэффициента диффузии. Для этого вновь обратимся к формуле случайных блужданий. Длина прыжка от температуры почти не зависит, а вот частота прыжков v зависит и очень сильно. Частота прыжка пропорциональна его вероятности.

Это понятно. Ну, а реализация прыжка возможна при одновременном выполнении двух условий. Во-первых, к атому должна подойти вакансия, вероятность чего пропорциональна концентрации вакансий Cv = = ехр (-Ev/kT). А во-вторых, для прыжка необходимо слегка раздвинуть соседей, что сопряжено с увеличением энергии АЕ. Вероятность такого процесса, как мы знаем, пропорциональна ехр(-AE/kT). При температуре плавления атом совершает 22 миллиона прыжков в секунду, а при комнатной температуре — один прыжок за 10 лет. Попросту говоря, сидит (а точнее, колеблется) на месте. Это типичные цифры (хотя бывают и исключения). Теперь понятно, что делает закалка.

Она в буквальном смысле слова останавливает атомы. Не успел перестроиться при высоких температурах — замри и жди следующего нагрева. И в заключение, чтобы не возвращаться больше к диффузии, два слова про миграцию атомов внедрения. Они в вакансиях для перемещений не нуждаются — «гуляют» (а точнее, прыгают) непосредственно по междоузлиям. Но при прыжке атомы решетки раздвигаются и это сопровождается увеличением энергии. Поэтому температурная зависимость коэффициента диффузии все равно остается экспоненциальной. Но само его значение, как правило, намного выше (не требуется вакансий)! Примеси внедрения перемещаются по кристаллу намного быстрее.

Комментарии закрыты.