Материаловедение в машиностроении

распределению. В этом случае масса М перемещающегося вещества пропорциональна интервалу расстояния dx , на котором имеет место градиент концентрации dx dc : dx Ddc M  (7.1) Коэффициент пропорциональности D - коэффициент диффузии характеризует количество вещества в граммах или молях, перемещающегося через единицу площади за единицу времени при градиенте концентрации, равном единице. Знак минус показывает, что диффузия идет в направлении уменьшения dx dc . Выражение (7.1) характеризует первый закон диффузии (первый закон Фика), связывающий массоперенос с перепадом концентрации диффундирующего элемента. Коэффициент диффузии - очень важный показатель данного процесса. При определенной температуре он зависит в основном от природы растворителя и диффундирующего вещества. Особенно сильно коэффициент диффузии зависит от температуры: ) /( RT Q o eDD   (7.2) где: D o - предэкспоненциальный множитель; Q - энергия активации диффузии; R - газовая постоянная; Т - температура. Предэкспоненциальный множитель D o зависит от типа кристаллической решетки: ), /( 2 Nh Qa D o  (7.3) где: а - межатомное расстояние; N - число Авогадро; h - постоянная Планка. Энергия активации диффузии зависит от энергии связи диффундирующего атома в решетке растворителя. Чем выше Q , тем сильнее удерживается атом в первоначальной позиции, тем ниже D и меньше скорость диффузии. По мере протекания процесса диффузии разность концентраций растворенного, диффундирующего вещества уменьшается и меняется 141