coeficiente de difusión efectivo

El coeficiente de difusión efectivo de un difusor (átomos de un material que se difunden en otro material) en la difusión atómica de materiales policristalinos sólidos como las aleaciones metálicas se representa a menudo como un promedio ponderado del coeficiente de difusión del límite de grano y el coeficiente de difusión de la red . ^{[ 1 ]} La difusión a lo largo del límite de grano y en la red se puede modelar con una ecuación de Arrhenius . La relación de la energía de activación de la difusión del límite de grano sobre la energía de activación de la difusión de la red suele ser de 0,4 a 0,6, por lo que a medida que se reduce la temperatura, el componente de difusión del límite de grano aumenta. ^{[ 1 ]} El aumento de la temperatura a menudo permite un mayor tamaño de grano, y el componente de difusión de la red aumenta con el aumento de la temperatura, por lo que a menudo a 0,8  T _{de fusión} (de una aleación), el componente del límite de grano se puede despreciar.

El coeficiente de difusión efectivo se puede modelar utilizando la ecuación de Hart cuando la difusión reticular es dominante (cinética de tipo A):

${\displaystyle D_{\text{eff}}=fD_{\text{gb}}+(1-f)D_{\ell }}$

dónde

${\displaystyle D_{\text{eff}}={}}$coeficiente de difusión efectivo

${\displaystyle D_{\text{gb}}={}}$coeficiente de difusión en el límite de grano

${\displaystyle D_{\ell }={}}$coeficiente de difusión reticular

${\displaystyle f={\frac {q\delta }{d}}}$

${\displaystyle q={}}$Valor basado en la forma del grano: 1 para granos paralelos, 3 para granos cuadrados.

${\displaystyle d={}}$tamaño medio del grano

${\displaystyle \delta ={}}$ancho del límite de grano, a menudo asumido como 0,5 nm

La difusión en los límites de grano es significativa en metales cúbicos centrados en las caras por debajo de aproximadamente 0,8 T _{de fusión} (absoluta). Las dislocaciones lineales y otros defectos cristalinos pueden volverse significativos por debajo de ~0,4 T _{de fusión} en metales FCC.

• Efecto Kirkendall
• Difusividad de masa