The migration of Kirkendall plane during diffusion

• Autorzy: Wierzba B.

Warianty tytułu

PL

Kryteria ewolucji płaszczyzny kirkendalla podczas procesu dyfuzji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study some aspects of Kirkendall and lattice plane migration in binary diffusion couples are studied by means of numerical simulations by bi-velocity method. The bi-velocity method (Darken method) base on the postulate of the unique transport of the mass due to diffusion. The method deal with the 1) composition dependent diffusivities, 2) different partial molar volumes of components, 3) the stress field during the diffusion process and 4) entropy production. It is shown that the method allows for calculation the trajectory of the Kirkendall plane in binary diffusion couples.

PL

W artykule zaprezentowana została metoda dwu-prędkości pozwalająca na wyznaczenie ewolucji płaszczyzny Kirkendalla podczas procesu dyfuzji. Metoda dwu-prędkości jest uogólnieniem metody Darkena. Opiera się ona na całkowych prawach zachowania masy, pędu oraz energii. Algorytm obliczania trajektorii płaszczyzny Kirkendalla pozwala również na wyznaczenie: 1) stężeń składników, 2) prędkości dryftu, 3) energii oraz 4) produkcji entropii w wieloskładnikowych fazach skondensowanych. Pokazano, że metoda pozwala na poprawne wyznaczenie położenia płaszczyzny Kirkendalla podczas procesu dyfuzji w układach dwu-składnikowych.

Słowa kluczowe

EN

kirkendall plane; bi-velocity method; interdiffusion; trajectory

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 13, No. 2
• Strony: 364--367
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Wierzba B.

• Interdisciplinary Centre for Materials Modelling, FMSci&C, AGH University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Aloke, P., 2004, The Kirkendall effect in solid state diffusion, Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven
• Boettinger, W. J., Guyer, J. E., Campbell, C. E. McFadden, G. B., 2007, Computation of the Kirkendall velocity and displacement fields in a one-dimensional binary diffusion couple with a moving interface, Proc. R. Soc. A, 463, 3347-3373.
• Danielewski, M., Wierzba, B., 2010, Thermodynamically consistent bi-velocity mass transport phenomenology, Acta Mat. 58, 6717-6727.
• Gusak, A. M., 2010, Diffusion-controlled Solid State Reactions In Alloys, Thin Films, and Nanosystems, Wiley-Vch Verlag GmbH & Co., Weinheim.
• Nernst, W., 1889, Die elektromotorische Wirkamkeit der Ionen, Z. Phys. Chem. 4, 129-140 (in German).
• Planck, M., 1890, Ber die potentialdierenz zwischen zwei verdnnten lsungen binrer elektrolyte, Annu Rev Phys Chem 40, 561-576 (in German).
• Smigelskas, A.D. Kirkendall, E., 1947, Zinc Diffusion in Alpha Brass, Trans. AIME, 171, 130-142.
• van Dal, M. J. H., Gusak, A. M., Cserhati, C., Kodentsov, A. A. van Loo F. J. J., 2001, Microstructural Stability of the Kirkendall Plane in Solid-State Diffusion, Phys. Rev. Lett. 86, 3352-3355.
• van Loo, F. J. J., Pieraggi, B. Rapp, R. A., 1990, Interface migration and the Kirkendall effect in diffusion-driven phase transformations, Acta Metall. Mater. 38, 1769-1779.