termo

DIFUSIÓN

CAMBIOS ENERGÉTICOS CON LA
FORMACIÓN DE DEFECTOS

nv/ N = C e -E v / k T
nv = número de vacantes por m3 del metal
N = número total de posiciones atómicas por m3
del metal
Ev =energía para formar una vacante ( eV)
T = temperatura absoluta ( K)
k = constante de Boltzman = 8.62 × 10 − 5 eV / K
C = constante

Equilibrio Termodinámico
Cristal “perfecto”: DefectosSuficiente Movilidad de iones

T>T

Tamman

T Tamman = 0.5 T fusión (K)
EJERCICIO

CRISTAL PERFECTO  DIFUSIÓN ??

DIFUSIÓN ATÓMICA EN
SÓLIDOS
Mecanismo
Sustitucional o por
vacantesMecanismo Intersticial.

AUTODIFUSIÓN
se facilita por la
presencia de vacantes

Mecanismos de difusión
intersticial

Difusión en estado
estacionario

Primera ley de Fick
J = - D dC
dxJ = flujo o corriente neta de átomos
D = constante de proporcionalidad llamada
difusividad
dC/dx = gradiente de concentración
J(átomos/m2 · s)= D(m2/s) × dC/dx (átomos/m3 x 1m)

Coeficientede Difusión D
1. Tipo de mecanismo de la difusión
2. El tipo de estructura cristalina de la
red matriz
3. La temperatura a la que tiene lugar la
difusión
4. El tipo de defectos cristalinospresentes
5. La concentración de las especies que
se difunden

TEMPERATURA EN LA DIFUSIÓN
DE SÓLIDOS

D = Do e - Q / R T
D = coeficiente de difusión, m2 /s
Do = constante de proporcionalidadindependiente de la
Temperatura
Q = energía “de activación” de las especies en difusión,
J /mol ; cal /mol
R = constante molar de los gases = 8.314 J / (mol · K) o
1.987 cal / ( mol ・ K )
T =temperatura, K

Ejemplo

D
Dónde se lleva a
cabo la difusión?

Difusión en estado NO
estacionario

dC/dt= D (d2C/dx2)

dC/dt= D (d2C/dx2)
Cs-Cx
C s - Co

= erf (x / 2√Dt)

Cs =concentración superficial del elemento que se difunde en la
superficie
Co = concentración inicial uniforme del elemento en el sólido
Cx = concentración del elemento a la distancia x de la...