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固形物はどのように拡散できますか?

固体の拡散は、固体の種類と拡散が起こっている条件に応じて、いくつかのメカニズムを介して発生します。固体の拡散の重要なメカニズムを以下に示します。

1。空室拡散:結晶固体では、空室とも呼ばれる空いている格子サイトの動きによって拡散が発生する可能性があります。空孔に隣接する原子またはイオンは、空室に移動し、事実上格子内の新しい位置に「ホッピング」することができます。このメカニズムは、金属と単純なイオン結晶で一般的です。

2。間質性拡散:格子内の原子またはイオンの間の空間である間質部位を持つ固体では、これらの間質部位に小さな原子またはイオンが移動することで拡散が発生する可能性があります。このメカニズムは、しばしば合金と間質化合物で観察されます。

3.脱臼拡散:脱臼は、原子が誤って整合されている結晶格子の欠陥です。転位に沿った拡散は、通常の格子を介した拡散よりもはるかに高速になる可能性があります。なぜなら、脱臼は原子がより簡単に移動する経路を提供するためです。このメカニズムは、塑性変形と固体のクリープで特に重要です。

4。表面拡散:固体の表面にも拡散が発生する可能性があります。表面原子またはイオンは、バルク内の隣接原子からの制約がないため、より高い可動性を持っています。表面拡散は、結晶の成長、薄膜形成、焼結などの表面プロセスにしばしば関与しています。

5。粒界拡散:多結晶固体では、粒界は異なる方向の異なる結晶粒子間の界面です。これらの界面での構造障害と原子の可動性が高いため、穀物境界に沿った拡散を強化することができます。粒界拡散は、粒子の成長、再結晶、相変換などのさまざまなプロセスで重要な役割を果たします。

固体の拡散速度は、通常、温度、拡散種の濃度勾配、結晶構造、欠陥または不純物の存在など、いくつかの要因に影響されます。より高い温度は一般に拡散速度を増加させますが、障害物または複雑な結晶構造の存在は拡散を妨げる可能性があります。

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