Механизм блужданий атома

Первые два механизма блужданий существенно отличаются от двух последующих. Блуждания при обмене с вакансией и при движении по междоузлиям происходят независимо. В каждом блуждании участвует лишь один атом. По третьему и четвертому механизмам в одном блуждании участвует сразу два или большее число атомов. Это приводит к существенному различию в протекании диффузионных процессов. [c.343]

Согласно первому механизму, атом может совершать блуждание лишь в том случае, если по соседству с ним окажется незанятый узел, так называемая вакансия (дырка). Очевидно, что создание вакансии, т. е. перевод атома из середины на поверхность тела с оставлением свободного узла, требует затраты некоторой энергии и . При температуре, приближающейся к абсолютному нулю, когда энергия тела имеет минимальное значение, число вакансий должно стремиться к нулю. Однако при любой температуре Г имеется некоторая равновесная концентрация вакансий, так как [c.267]

Атом, занимающий соседний с вакансией узел, может переместиться в вакансию. Такие блуждания определяют диффузию по первому из указанных механизмов. По второму механизму атом может покинуть свой узел и оказаться между узлами. Совершив некоторый путь, атом может вновь занять какой-нибудь свободный узел или вытеснить из узла атом, который начнет двигаться по междоузлиям. [c.268]

Выше уже отмечалось, что в твердом теле всегда имеется некоторое число незаполненных узлов кристаллической решетки — вакансий. Если рядом с атомом окажется вакансия, то при одном из своих колебаний атом может перейти в вакансию, т. е. совершить блуждание. По второму механизму атом переходит со своего узла в пространство между соседними узлами, где совершает блуждание некоторой длины, пока не перейдет в вакансию или не вытеснит какой-либо другой атом из его узла. [c.342]

Если температура жидкости выше таковой в паре (трубке), то начнется перенос жидкости через перегородку, то есть осуществится своеобразный тепловой насос. Расчет показывает, что в случае воды при разнице температур в 100°С, процесс подъема прекратится, когда высота жидкости в трубке будет составлять несколько километров. Таким образом, этот тепловой насос способен поднимать жидкость на высоту, измеряемую в километрах. При термодиффузии градиент температуры вызывает перенос примеси. Величина такого переноса должна зависеть от механизма его осуществления. В простой теории Виртца, описывающей вакансионный механизм переноса, учитывается, что при совершении элементарного акта блуждания атом пёреходит от одной температуры к другой. При этом энергию, необходимую для преодоления активационного барьера, частица получает в начале блуждания и отдает в конце. Подобный переход возможен, если вакансия образуется в конце пути и исчезает в начале. В итоге тепло переноса должно составлять разницу энергий, равную высоте потенциального барьера и энергия образования вакансии. [c.539]

Первый механизм обусловлен тем, что в кристалле при температурах, отличных от абсолютного нуля, существует некоторое количество свободных узлов (вакансий). Если рядом с атомами оказыЕ.ается вакансия, то он может совершить блуждание, т. е. перейти в этот свободный узел. При втором механизме атом выходит из положения равновесия и движется между узлами. Блуждание заканчивается уходом атома э вакансию или обменом его с другим атомом. В третьем механизме участвуют два соседних атома, которые обмениваются своими местами в узлах решетки. Наконец, в четвертом механизме группы атомов, образующих некоторый цикл (например, состоящий из четырех атомов), совершают циклическое (вращательное) перемещение. [c.190]

Описание каждого механизма требует своей теории. Однако следует постараться уловить некоторые общие черты во всех перечисленных механизмах. Как указывалось выше, D=kA j%. Для приведенных механизмов (кроме второго) длина блуждания равна периоду решетки A=d. Атом совершает v колебаний в секунду. Однако не при каждом колебании он может совершить переход в новое положение. Если вероятность такого перехода W, то частота переходов l x=vW. Для того чтобы атом совершил блуждание, он должен иметь энергию больше некоторой критической величины Е. Это необходимо, чтобы оторваться от своего узла и растолкать соседей. Так как энергия колебания характеризуется двумя квадратичными членами, то, как было показано в 2 гл. VIII, вероятность получения энергии, превышающей Е, равна ехр—E/kT. Отсюда следует, что [c.191]

Из уравнения (Х 1-5) следует, что величина О определяется величинами Дит. Величина А для вакансион-ного механизма равна периоду кристаллической решетки й (расстоянию между атомами) и практически не зависит от температуры. Следовательно, температурная зависимость О определяется величиной т. Атом совершает в секунду V колебаний. Величина V очень большая порядка Ю 2—10 1/с. Допустим, что атом покинул узел решетки и совершил одно блуждание за время одного колебания, тогда т=1/у. Иными словами, время блуждания было бы чрезвычайно мало, т. е. диффузия совершалась бы очень быстро. На самом деле, лишь неболь-щая часть крлебаний данного атома приводит к блужда- [c.344]

Вблизи точки плавления многих металлов каждый атом совершает до 10 перескоков в секунду. Перемещение атомов происходит во всех направлениях и носит случайный характер. Среднее перемещение группы атомов, совершающих большое число беспорядочных перескоков, пропорционально корню квадратному из числа скачков. Число перескоков растет при увеличении температуры, следовательно, при этом растет и скорость диффузии, что подтверждается всеми экспериментами. Для ва-кансионного механизма самодиффузии в металлах легко установить связь между коэффициентом диффузии и случайными блужданиями атомов. Исследование самодиффузии проводится с использованием меченых атомов, вводимых в чистый металл. [c.368]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология