Diffusion in multicomponent systems

• Autorzy: Danielewski M.

Warianty tytułu

PL

Dyfuzja w układach wieloskładnikowych

• Konferencja: Summer School on Mass and Charge Transport in Materials (13-17 July 2004; Kraków, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The key concepts (constitutive equations) for the mass flux and models of the diffusion in multicomponent systems are presented. The Darken concept of separation of diffusion and drift flows, i.e. the postulate that the total mass flow is a sum of diffusion flux and translation is presented as the most promising model of mass transport. This is applied for the general case of diffusional transport in r-component solid solution. The equations of mass conservation, the appropriate expressions describing the fluxes (drift flux and diffusional flux) and momentum conservation equation allow a complete quantitative description of diffusional transport process. The equations describing the interdiffusion (mixing) in the general case where the components diffusivities vary with composition are presented. If certain assumptions and a quantitative condition are fulfilled, then there exists the unique solution of the Darken interdiffusion problem. A condition for the "up-hill diffusion" in the three component mixture is given and a universal example of such effect is demonstrated. The phenomenology allows the quantitative data on the dynamics of the processes to be obtained within an interdiffusion zone.

PL

Przedstawiono podstawowe równania konstruktywne wyrazające strumień masy w osrodku ciagłym oraz metody dyfuzji w wieloskładnikowych roztworach stałych. jako najbardziej zaawansowaną i efejtywną dla opisu dyfuzji w wieloskładnikowych roztworach stałych przedstawiono metodę Darkena. Metoda ta jest oparta na postulacie, iż strumień masy w każdym ośrodku ciągłym, w szczególności w ciele stałym, można jednoznacznie rozdzielić na część dyfuzyjną i konwekcyjną (dryft). Omówiono zastosowanie metody Darkena dla stopów wieloskładnikowych. W takich układach dla jednoznacznego opisu procesu dyfuzji wystarczające są: równania zachowania masy dla każdego ze składników, równanie stanu oraz właściwe równanie na strumień dyfuzji. Omówiono podstawowe zależności opisujące transport w ogólnym przypadku ośrodka, w którym ruchliwości składników są funkcją jego składu. Taki ois procesu posiada jednoznaczne rozwiązanie. Omówiono teorie i przykłady tworzenia struktur dyfuzyjnych w układach trójskładnikowych. omówiona metoda pozwala na opis dynamiki procesów transportu masy dla szerokiej gamy problemów fizyko-chemicznych.

Słowa kluczowe

EN

multicomponent system; Darken's method; diffusion

PL

stop wieloskładnikowy; metoda Darkena; dyfuzja

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 49, iss. 2
• Strony: 189--200
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Danielewski M.

• Faculty of Materials and Ceramics, AGH, 30-059 Cracov, Al. Mickiewicza 30

Bibliografia

• [1] C. Wagner, Diffusion and High Temperature Oxidation of Metals, in ..Atom Movements" (American Society for Metals, Cleveland. Ohio 1951).
• [2] L. S. Darken, Trans. AIME, 174, 184 (1948).
• [3] R. W. Balluffi, Acta Metallurgica, 8, 871 (1960).
• [4] S. J. Prager, Chem. Phys., 21, 1344 (1953).
• [5] M. Danielewski, Netsu Sokutei. 20, 7 (1993).
• [6] M. Danielewski, Defect and Diffusion Forum, 95-98, 125 (1993).
• [7] D. D. Fitts, Nonequilibrium thermodynamics (McGraw-Hill, New York 1962), pp. 21, 44. 88.
• [8] A. J.Chorin, J. E. Marsden, A Mathematical Introduction to Fluid Mechanics (Springer Verlag, New York 1990), p. 10.
• [9] A. D. Romig, J. Appl. Phys., 21. 3172 (1983).
• [10] K. Holly, M. Daneilewski, Phys. Rev. B, 50, 1336 (1994).
• [11] M. Danielewski, R. Filipek, A. Milewska, Solid State Phenomena, 72, 23 (2000).
• [12] M. Danielewski, W. Krzyżański, R. Bachorczyk, Solid State Phenomena, 72, 141(2000).
• [13] R. Bachorczyk, M. Danielewski. W. Krzyżański. Defect and Diffusion Forum. 194-199, 217 (2001).
• [14] M. Danielewski, R. Bachorczyk, A. Milewska, Y. Ugaste. Defect and Diffusion Forum, 194-199, 223 (2001).