ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диффузия в твердых телах из "Методы физико-химической кинетики" При повышении температуры кристалла возрастают равновесные концентрации вакансий и межузельных атомов, а нри понижении температуры часть дефектов исчезает на стоках. Роль таких стоков могут играть другие дефекты решетки, в частности дислокации. [c.43] Если исходить из таких представлений о дефекте структуры кристаллической решетки, то становится понятным механизм диффузии в твердом теле. Пусть в соседстве с атомом, расположенным в узле решетки, раснрложен вакантный узел (дырка). Тогда колебательное движение атомов может приводить к перескоку атома из узла решетки в вакантный узел по вакансионному механизму диффузии . В отсутствие внешних сил процесс диффузии является чисто релаксационным процессом, и определять его будет неравновесная характеристика образца — например, градиент концентрации данного вещества или градиент температур. [c.43] Райса [16, 17] кроме указанных вероятностей учитывается еще вероятность того, что в результате хаотического теплового движения другие атомы могут помешать перескоку, случайно увеличивая эффективную величину потенциального барьера. [c.44] При всех температурах ниже точки плавления равновесное число дырок много меньше числа узлов N в кристаллической решетке, т. е. [c.44] Рассмотрим теперь случай, когда на кристалл действует внешняя сила, а именно рассмотрим ионный кристалл в электрическом поле напряженности Е [15]. Величина энергетического барьера Vо для перескоков иона (для простоты будем рассматривать движение ионов только одного вида, например катионов) в направлении ноля уменьшится, а для перескоков в противоположном направлении соответственно увеличится на где д — заряд иона, а — расстояние, на которое перемещается ион при одном перескоке (рис. 2). Таким образом, вероятность перескоков иона в единицу времени в направлении поля увеличится в ехр (даЕ12кТ) раа, а в направлении против поля — уменьшится во столько же раз. Это приведет к дрейфу ионов в направлении поля, т. е. к электропроводности, которая в данном случае есть просто вынужденная диффузия. [c.46] Далее увидим, что отступления от обычного соотношения Эйнштейна (11.46) при / = 1 наблюдаются и для заряженных частиц в растворах, а также в ионнообменных полимерных материалах. [c.48] Очевидно, что зависящее от концентраций сд и Ср отношение Ь р1Ьаа характеризует взаимодействие химической примеси с матрицей,- т. е. взаимодействие химических дефектов с дефектами кристаллической решетки кристалла. Таким образом, в данном случае из определения коэффициента диффузии и парциальных долей переноса можно найти меру такого взаимодействия. [c.49] Вернуться к основной статье