El coeficiente de difusión efectivo (también conocido como el coeficiente de difusión aparente) de un difusor en la difusión atómica de materiales policristalinos sólidos como las aleaciones metálicas a menudo se representa como un promedio ponderado del coeficiente de difusión del límite de grano y el coeficiente de difusión en red . [1] La difusión tanto a lo largo del límite del grano como en la celosía se puede modelar con una ecuación de Arrhenius.. La relación entre la energía de activación de la difusión del límite del grano y la energía de activación de la difusión reticular suele ser de 0,4-0,6, por lo que a medida que se baja la temperatura, aumenta el componente de difusión del límite del grano. [1] El aumento de temperatura a menudo permite un mayor tamaño de grano, y el componente de difusión reticular aumenta con el aumento de temperatura, por lo que a menudo a 0,8 T de fusión (de una aleación), el componente de límite de grano puede despreciarse.
Modelado
El coeficiente de difusión efectivo se puede modelar utilizando la ecuación de Hart cuando la difusión reticular es dominante (cinética de tipo A):
dónde
- coeficiente de difusión efectivo
- coeficiente de difusión del límite de grano
- coeficiente de difusión reticular
- valor basado en la forma del grano, 1 para granos paralelos, 3 para granos cuadrados
- tamaño de grano medio
- ancho del límite de grano, a menudo se supone que es de 0,5 nm
La difusión del límite de grano es significativa en metales cúbicos centrados en las caras por debajo de aproximadamente 0,8 T de fusión (absoluta). Las dislocaciones de línea y otros defectos cristalinos pueden volverse significativos por debajo de ~ 0,4 T de fusión en metales FCC.
Referencias
Ver también
- Efecto Kirkendall
- Transformaciones de fase en sólidos
- Difusividad de masa