Diffusion in Metallen: Platzwechselreaktionen

ISBN-13: 9783642532986 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 306 str.

Theodor Heumann

Opis

Zu einem bekannten Vorlesungsversuch wird eine Losung von Kupfersulfat mit reinem Wasser uberschichtet und das Ganze sich selbst uberlassen. Zunachst besteht zwischen der blauen Losung und dem Wasser eine scharfe Grenze. Schon nach wenigen Tagen lasst sich ein Vordringen der blauen Farbe des Kupfersulfates nach oben, also dem Schwerefeld entgegen, beobachten. Diese Erscheinung bezeichnen wir als Diffusion. Jedes flussige System, das aus mischbaren Kom ponenten besteht und sich in einem abgeschlossenen Raume konstanter 'l'emperatur befindet, strebt nach dem Ausgleich der Konzentration. Es wird nun haufig angenommen, dass der Ausgleich verschiedener Konzentrationen und ein damit verbundener Energiegewinn die ein zige treibende Kraft der Diffusion sei. Das ist jedoch nicht so, wie sich an einem Gedankenexperimt:: nt leicht zeigen lasst. Man stellt sich ein Gefass vor, in dem sich eine Salzlosung befindet, deren Konzentration an allen Stellen die gleiche ist. Durch eine Scheidewand wird dieses Gefass in zwei gleich grosse Raume 1 und 2 geteilt. Wir nehmen nun weiter an, wir konnten die gelosten Ionen sehen und diejenigen kenn zeichnen, die sich im Raume 1 befinden. Da sich alle Ionen in vollig regelloser Warmebewegung befinden, werden sie, nachdem wir die Zwischenwand entfernt haben, auch von einem Raume in den anderen ubertreten. Nach einer bestimmten Zeit werden durchschnittlich je die Halfte der gekennzeichneten Ionen in den Raumen 1 und 2 sein. Mit dem Eintreten des Konzentrationsausgleiches hort demnaC'h die Dif fusion nicht auf, sondern sie entzieht sich nur der unmittelbaren Be obachtung."

Spis treści

1. Einleitung.- 2. Definition des Diffusionskoeffizienten und Ficxsche Gleichungen.- 3. Untersuchungsmethoden.- a) Metallographische und chemische Methoden.- b) Physikalische Methoden.- c) Messungen mit Radioindikatoren.- d) Versuchsanordnungen.- 4. Ergebnisse experimenteller Bestimmungen.- 5. Allgemeine Gesetzmäßigkeiten und Theorie.- a) Platzwechselvorgänge.- b) Platzwechselmechanismen und Temperaturabhängigkeit.- 6. Konzentrationsabhängigkeit des Diffusionskoeffizienten.- a) MATAxo-Auswertung.- b) Experimentelle Ergebnisse.- c) Berechnung des Konzentrationsverlaufes bei konzentrationsabhängigem DK.- 7. Ermittlung von Diffusionskoeffizienten im Falle einer Volumenänderung.- 8. Beziehung zwischen dem Koeffizienten der Selbstdiffusion und der Fremddiffusion in binären Mischkristallen.- 9. Partielle Diffusionskoeffizienten.- a) Allgemeine Betrachtungen.- b) Kirkendall-Effekt und Darkensehe Formeln.- c) Folgeerscheinungen bei ungleicher Diffusion der Partner.- d) Diskussion der Formeln von Darken.- e) Massefluß der Diffusionspartner und Leerstellenkonzentration.- 10. Zustandsbild mit mehreren Phasen und Diffusionsverlauf.- a) Allgemeine Bemerkungen zur Diffusion in mehreren Phasen..- b) Beispiele zur Berechnung der Diffusion in einem mehrphasigen System.- c) Praktische Beispiele.- 11. Richtungsabhängigkeit der Diffusion im Kristallgitter.- 12. Oberflächen- und Korngrenzendiffusion.- 13. Ausbreitungsdiffusion.- 14. Einfluß dritter Legierungspartner.- 15. Theorie der Ausscheidung.- 16. Verschiedene Platzwechselerscheinungen.- 17. Das Sintern.- 18. Technische Anwendungen.- 19. Überführung in Legierungen.- 20. Die Diffusion in flüssigen Legierungen.- 21. Diffusion von Gasen in Metallen.- Tabellen zur Auswertung von Diffusionsmessungen.- Nachtrag.- Verzeichnis der Systeme.- Namenverzeichnis.