Difuzia în solide

Extras din referat Cum descarc?

DIFUZIA SI AUTODIFUZIA IN SISTEMELE METALICE 
Difuzia reprezinta migrarea pe distante foarte mari a atomilor in masa materialelor metalice. Cand migrarea atomilor are loc in masa metalelor (elemente chimice) se numeste autodifuzie. Fenomenul de difuzie se produce in toate starile de agregare a materialelor metalice: gazoasa, lichida si solida. In stare solida, difuzia poate fi la suprafata, in volum si pe limitele grauntilor cristalini. 
Rezultatul difuziei este un transport macroscopic de masa (flux de atomi) dat de suma deplasarilor aleatoare si in zig-zag a atomilor. 
Fenomenul de difuzie sta la baza majoritatii proceselor de transformari fizice, chimice si structurale ce au loc in materialele metalice: vaporizare-condensare, topire-solidificare, sinterizare, tratamente termice de recoacere, revenire si imbatranire, tratamente termochimice, tratamente termomecanice, impurificarea semiconductorilor. 
Cand difuzia are loc in aliajele metalice in prezenta unui gradient de concentratie, consecinta difuziei este modificarea concentratiei componentelor in diverse zone. Difuzia directa sau spontana are loc atunci cand atomii unui component migreaza din zonele bogate in cele sarace. 
Este posibil ca atomii din aliaje sa migreze si din zonele sarace in cele bogate, cand difuzia se numeste difuzie inversa (de exemplu, la precipitarea din solutiile solide suprasaturate). 
In aliajele metalice difuzia poate produce, sau nu, faze noi. 
MECANISME DE DIFUZIE SI AUTODIFUZIE IN VOLUM 
Fluxul macroscopic de masa realizat prin salturi ale atomilor dintr-o pozitie in alta vecina, este cauzat de agitatia termica a atomilor in prezenta unor fluctuatii mari de energie de vibratie a acestora. 
Pentru solutiile solide de substitutie si metale pure, unde atomii ocupa pozitii in nodurile retelei cristaline, se pot imagina patru mecanisme de difuzie si autodifuzie, figura 1.1. a, b, c si d. 
Fig. 1.1. Mecanisme de difuzie in solutii solide de substitutie si metale: 
a) schimbarea reciproca de locuri; b) prin internoduri; c) prin permutari ciclice; 
d) prin vacante 
a) prin schimbarea reciproca a pozitiei a doi atomi vecini din retea ; 
b) prin internoduri, cand un atom aflat intr-un interstitiu disloca atomul vecin aflat intr-un nod ; 
c) prin permutari ciclice a mai multor atomi ce se deplaseaza prin rotatie luandu-si locul unul altuia pe un anumit circuit; 
d) prin vacante, cand un atom situat intr-un nod se deplaseaza intr-o vacanta vecina, lasand in locul lui o noua vacanta, ce este ocupata de un alt atom si asa mai departe. 
Mecanismele de difuzie si autodifuzie imaginate a, b si c sunt putin probabile sa se produca, deoarece necesita un consum mare de lucru mecanic pentru deformarea elastica a retelei cristaline din jurul atomilor ce se deplaseaza. Mecanismul de difuzie prin vacante (d), este cel mai probabil, deoarece are loc cu cel mai mic consum energetic. 
Transportul difuziv de masa prin vacante se realizeaza cu usurinta printr-o deplasare continua a vacantelor in interiorul materialelor metalice (stiindu-se ca intr-un atomgram de corp cristalin densitatea vacantelor este foarte mare, de ordinul a 1018 vacante). In solutiile solide de interstitie unde atomii difuzanti cu diametrul mai mic ocupa interstitiile retelei, difuzia se realizeaza prin deplasarea atomilor de dizolvat dintr-un interstitiu in altul vecin, figura 1.2. 
Pozitia 2 de trecere a unui atom difuzant dintr-un interstitiu in altul, printre doi atomi vecini, este caracterizata printr-o energie interna maxima a retelei si se numeste punct anticlinal, care este o bariera de energie, figura 1.3.

Fisiere in arhiva (1):

 Difuzia in solide.docx

Bibliografie

http://www.rasfoiesc.com/educatie/fizica/DIFUZIA-IN-METALE-SI-ALIAJE37.php 
http://www.creeaza.com/referate/fizica/Difuzia-Cuplul-de-difuzie-Stud723.php 
https://www.researchgate.net/publication/293816574_A_course_on_equation_of_diffusion