Vi kan definere Diffusjon som bevegelsen av atomer. Med andre ord, materie transporteres inne i materie.
Men Diffusjon har regler.
Atomer vil bare bevege seg fra et område med høyere konsentrasjon til et område med lavere konsentrasjon.
Det er også viktig å definere hva Diffusjon ikke er:
Diffusjon er ikke den generelle strømmen av materie (som i en elv). Det er en gradvis (spredning) bevegelse av individuelle atomer.
Ikke forveksle Diffusjon med osmose.
Begge prosessene ønsker å utjevne konsentrasjonen. De er også passive og vil forekomme naturlig.
Derimot...
Osmose er en enveis, kun løsemiddeloverføring av materie. Diffusjon er en overføringsmekanisme, ikke bare begrenset til flytende fase.
Så du kan vurdere osmose som et spesielt tilfelle av Diffusjon.
Hvorfor er Diffusjon viktig?
Diffusjon er nøkkelen til å forstå et materiales mikrostruktur. Kjernedannelse og kornvekst skjer under fast tilstand Diffusjon.
Omkrystallisering er et annet eksempel. Deformerte korn erstattes av nye defektfrie korn som kimner og vokser til de opprinnelige kornene er borte.
Hvorfor oppstår Diffusjon?
Kort sagt, Diffusjon oppstår fordi materie ikke er jevnt fordelt. Men la oss forstå det fra et atoms perspektiv.
Atomer er i konstant bevegelse. De stopper bare ved det absolutte nullpunktet.
Mens de vibrerer kan de av og til finne et sted uten atomer. De kan også finne tomme rom som er store nok til å romme dem.
Så med tiden vil de fylle tomrommene mer jevnt.
Hva påvirker hastigheten på Diffusjon?
Høy konsentrasjon betyr høyere hastighet på Diffusjon.
Så naturligvis fortsetter Diffusjon til det ikke er mer forskjell i konsentrasjon.
Men det er ikke bare konsentrasjonsgradient som påvirker Diffusjon hastighet.
Temperatur
Temperatur er også en viktig faktor.
Temperatur er en måling av et atoms vibrasjon. Jo mer et atom vibrerer, jo større sjanse har han for å finne et nytt tomt sted å være tilfeldig.
Press
Kan være forårsaket av indre eller ytre påkjenninger (krefter).
Rekrystallisering er et eksempel på Diffusjon forårsaket av indre spenninger.
Kryp er et eksempel på Diffusjon forårsaket av ytre påkjenninger.
Atomstørrelse
Store atomer vil ha vanskelig for å finne plass blant mindre atomer. Det motsatte er ikke sant.
Små atomer vil finne veien inn til et annet materiale og bli fanget i det.
Et eksempel er karbon i jern. Det blir fanget mellom jernatomer. Vi kaller det stål.
Små atomer som hydrogen (H0) kan bli fanget opp under sveising. Under avkjøling kan de kombineres til hydrogengass (H2) og sprekke sveisen.
Atombindinger
Et atom må bryte sin nåværende atombinding først, før det kan vandre rundt.
Derfor vil sterke atombindinger kreve mye mer energi (eller temperatur) enn svakere atombindinger.
Eksempel: En ionisk binding vil kreve mye mer energi enn en metallisk binding.
Hvordan beregne Diffusjon rate
I henhold til Ficks lov er Diffusjon-satsen:
- J er mengden og overføringsretningen.
- D er den atomære Diffusjon koeffisienten. Sjekk tabellen for noen eksempler.
- Forholdet representerer konsentrasjonsforskjellen.
Merknad 1: Koeffisienten "D" er avhengig av atomene (som karbon og jern), men også av temperaturen.
Merknad 2: Ficks andre lov tar i betraktning at konsentrasjonen endres hele tiden.
Hvordan øke hastigheten på Diffusjon
Diffusjon er tidsavhengig, men den kan optimaliseres.
Du kan endre legeringen i utgangspunktet og velge en med høyere Diffusjon rate. Det er det du kan gjøre hvis du er i prosjektfasen.
Også tynne materialer vil diffundere raskere enn tykke. Så hvis grunnmaterialet ditt har mye tykkelse vil det ta lengre tid å varmebehandle det.
Hvis du er i produksjonsfasen kan du øke temperaturen når det er mulig.
Metallurgikurs
Vil du lære metallurgi og materialer?
Sitering
Når du trenger å inkludere et faktum eller en del informasjon i en oppgave eller et essay, bør du også inkludere hvor og hvordan du fant den informasjonen (Diffusjon).
Det gir troverdigheten til papiret ditt, og det er noen ganger nødvendig i høyere utdanning.
For å gjøre livet ditt lettere (og sitat) bare kopier og lim inn informasjonen nedenfor i oppgaven eller essayet ditt:
Luz, Gelson. Diffusjon. Materialer Blogg. Gelsonluz.com. dd mmmm åååå. URL.
Nå erstatt dd, mm og åååå med dagen, måneden og året du blar gjennom denne siden. Erstatt også URL -adressen for den faktiske nettadressen til denne siden. Dette sitatformatet er basert på MLA.
Kommentarer