12. Diffusion

Question 1

Definiere Diffusion

Answer 1

Zeit oder temperaturabhängige Wanderung von Atomen oder Molekülen in Stoffen

• führt zum Ausgleich eines lokalen Konzentrationsgradienten
• selten Aufbau eines Konzentrationsgradienten

Question 2

Arten von Diffusion

Answer 2

• Leerstellendiffusion
  durch temp. abhängige Gitterschwingung und das Bestreben nach Konzentrationsausgleich
• Interstitielle Diffusion
  durch temp. abhängige Gitterschwingung und Zufall
• Frenkel-Defekt
  durch sehr viel Energie, zb Neutronenbeschuss
• Ringaustauschmechanismus
  durch sehr viel Energie

Question 3

Formel Diffusionsfluss für stationäre Diffusion

Answer 3

j=m/ s*t (unabhängig von der Zeit)

Question 4

Wann besteht stationäre Diffusion?

Answer 4

wenn Diffusionsfluss konstant ist

Question 5

Formel Konzentration über den Diffusionsweg

Answer 5

Δc/Δx= ca-cb / xa-xb

Question 6

Definiere Kirkendall Effekt

Answer 6

Die Folgen des ungleichen Stoffaustauschs:

• Porenbildung auf der Seite, die mehr Material an den Partner abgibt
• plastisch aufgeworfene Wülsten auf der Seite, in die der schnellere Diffusionspartner eindringt

-ausgeprägte Kirkendall-Porosität nach langen Glühungen mit hohen Temperaturen

Question 7

Nichtstationäre Diffusion, konstante Quelle (Formel)

Answer 7

Lösen aus dem 2. Fickschen Gesetz:
c-cb / c0-cb = 1-ɸ(𝜉)

Vervierfachung der Zeit führt zu Verdopplung der Eindringtiefe

Question 8

Diffusion durch Wärmeschwingung

Answer 8

• Aktivierungsenergie Q wird benötigt, damit Atome Platz machen
• Aktivierungsenergie hängt mit der Bindungsenergie der Atome zusammen ->Schmelztemperatur

Question 9

Wo ist Diffusion am leichtesten?

Answer 9

• an der Oberfläche, weil die Anzahl der Nachbarn kleiner als im Gitter ist und mehr Leerstellen an der Oberfläche
• auch an Korn/Phasengrenzen leicht, Gitter ist dort gestört