KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

x 2 = const ja Dt const
Dt
= (kuna x = l = const)
4.4 Difusiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist
Difusiooni kiirus sõltub:
1) difusiooni mehhanismist;
2) difundeeruvate osakeste mõõtmetest;
3) kristallstruktuurist;
4) temperatuurist.
Difusiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist väljendub D temperatuursõltuvuse kaudu:
2
E m
D = D exp( d
0 ⋅ − ),
(4.6)
RT s
kus D 0 – konstant;
E d – difusiooni aktiveerimise energia (mooli kohta).
Logaritmime võrrandi 4.6:
E
ln D = ln D d
0 − RT
(4.7)
Sõltuvuse 4.7 graafik on teljestikus ln D – 1/T sirge (joon 4-6).
Sirge tõusu tg α järgi saab leida aktiveerimisenergia:
Δ(ln D) E
tgα
= = d ; E = R ⋅ tgα
1
d
Δ(
)
R
T
Graafikult saab leida ka konstandi D 0 .
Väljendame võrrandi 4.7 abil D kahel temperatuuril:
E
ln D
d
T = ln D0
−
2
RT2
E
ln D
d
T = ln D
1 0 −
RT1
Lahutame esimesest võrrandist teise:
Ed
1 1
ln DT
− ln DT
= − ( − )
2 1
R T2
T1
(4.8)
DT
2 Ed
(T2
− T1
)
ln =
DT
R ⋅T1
⋅T
1
2
Joonisel 4-7 on esitatud mõnede elementide difusiooniteguri sõltuvused temperatuurist.
Lisandite difusiooni kasutatakse:
- metallide pinna töötlemiseks (raua pinna karboniseerimine);
- pooljuhtmaterjalide legeerimiseks jne.
18