Tipos de difusion

DIFUSIÓN SUBSTITUCIONAL
DIFUSIÓN POR VACANCIAS: átomos substitucionales cambian de posición con vacancias existentes en el reticulado cristalino. ƒ
El movimiento es una función del número de número de vacancias presentes.
El número de número de vacancias aumenta exponencialmente aumenta exponencialmente con la temperatura.
El movimiento del átomo ocurre en una dirección y la de vacanciasocurre en la dirección contraria.

AUTODIFUSIÓN (difusión de átomos de la misma especie)
INTERDIFUSIÓN (difusión de átomos de especies diferentes)

DIFUSIÓN INTERSTICIAL
DIFUSIÓN INTERSTICIAL : aquí átomos aquí átomos intersticiales migran para posiciones intersticiales adyacentes no ocupadas del reticulado. ƒ
No hay necesidad de que existan que existan vacancias vecinas. ƒ
En metales yaleaciones, la difusión la difusión de impurezas de impurezas de radio atómico muy pequeño en relación al radio atómico de la matriz. Matriz. Ejemplos: hidrógenio, carbono, nitrogénio y oxígenio en el acero. ƒ
Difusión intersticial es mucho más rápida que rápida que la difusión substitucional (por vacancias).


Intercambio directo
Este mecanismo es muy improbable, por la fuerte repulsión de cortoalcance de los átomos, lo que prohíbe la ocupación de la posición intermedia donde los dos átomos deberían estar a mitad de camino.



Anillo
Aquí las fuerzas repulsivas juegan un rol positivo, cada átomo “empujando” a su vecino en el curso de una permutación circular. Sin embargo este mecanismo requiere la coordinación de varios saltos atómicos, lo que hace que su ocurrencia sea improbable.Difusión por vacantes
Mecanismo de difusión que implica el cambio de un átomo desde una posición reticular normal a uno vacante. Proceso necesita presencia de vacantes y la posibilidades de difusión es función del numero de defectos que existan (T ºC) El movimiento de los átomos van en sentido opuesto al de las vacantes.





Difusión intersticial
Mecanismo de difusión que implica átomos que van desdeuna posición intersticial a otra vecina desocupada. El mecanismo tiene lugar por interdifusión de solutos(C,H,N y O) que tiene átomos pequeños. Los solutos sustitucionales raramente ocupan posiciones intersticiales y no difunden por este mecanismo.




Difusión en estado estacionario
Difusión de átomos de un gas a través de una lámina metálica, cuyas concentraciones de las substancias que difundense mantienen constantes a ambos lados de la lámina.
La pendiente de la gráfica en un punto determinado es el gradiente de concentración.
La expresión matemática de la difusión en una dirección x:
1° Ley de Fick: El flujo es proporcional al gradiente de concentración


Difusión en estado no estacionario
La mayoría de las situaciones prácticas de difusión son en estado estado NO estacionario. Elflujo de difusión y el gradiente de difusión varían con el tiempo genera acumulación o agotamiento de las substancias que difunden
2° Ley de Fick: (si el D es independiente de la composición)

Las soluciones a esta expresión (concentración en función de posic. y tiempo) se consiguen especificando condiciones límites físicamente significativas. Una solución importante es la de un sólido semiinfinitocuya concentración superficial se mantiene cte. Frecuentemente la sustancia que difunde es un gas, cuya presión parcial se mantiene cte.




Difusión en estado estacionario
Consideremos la difusión de soluto en la dirección del eje x entre dos planos atómicos perpendiculares al plano del papel, separados una distancia x como se muestra en la Fig. III.4. Supongamos que tras un periodo de tiempo, laconcentración de los átomos en el plano 1 es C1 y en el plano 2 es C2. Esto significa que no se producen cambios en la concentración de soluto con el tiempo, en esos planos. Estas condiciones de difusión se conocen como estado estacionario y tienen lugar cuando un gas no reactivo se difunde através de una lámina metálica. Por ejemplo, las condiciones de difusión de estado estacionario se...