External force field during diffusion : sedimentation in condensed matter

• Autorzy: Wierzba B. , Nowak W. J. , Wierzba P. , Sieniawski J.

Warianty tytułu

PL

Dyfuzja pod wpływem pola sil zewnętrznych : sedymentacja w ciele stałym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper numerical description of the external force field during interdiffusion is discussed. Two methods of modeling the sedimentation process will be presented. Mainly, the steady state and evolutionary approximation. The proposed approaches will based on the generalized Darken method. The main equations will be the mass conservation and equation of motion. Thus the simultaneous action of backstress, external forces and of Kirkendall shift during interdiffusion in metals is described by self-consistent scheme. The diffusion flux is than determined by both, chemical and mechanical potentials.

PL

W artykule zaprezentowana została numeryczna metoda charakteryzująca proces dyfuzji wzajemnej pod wpływem zewnętrznego pola sił. Zaprezentowano dwie metody modelowania procesu sedymentacji w ciele stałym - ewolucyjną oraz ustaloną w czasie. Zaproponowane metody bazują na uogólnionej metodzie Darkena. Podstawowymi prawami opisującymi proces są prawo zachowania masy oraz równanie ruchu. Matematyczny opis pozwala na równoczesną symulację pola naprężeń sprężystych oraz przesunięcia Kirkendalla podczas procesu transportu masy. Strumień dyfuzji jest zdefiniowany za pomocą potencjału chemicznego i mechanicznego.

Słowa kluczowe

EN

Darken method; equation of motion; sedimentation

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 17, No. 1
• Strony: 18--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Wierzba B.

• Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959, Rzeszów, Poland

autor

Nowak W. J.

• Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959, Rzeszów, Poland

autor

Wierzba P.

• Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959, Rzeszów, Poland

autor

Sieniawski J.

• Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959, Rzeszów, Poland

Bibliografia

• Anthony, T.R., 1970, Sedimentation in the Solid State, Acta Metall., 18,877.
• Barr, L.W., Smith, F.A., 1969, Observations on the Equilibrium Distribution of Gold Diffusing in Solid Potassium in a Centrifugal Field, Phil. Mag., 20, 1293.
• Danielewski, M., Wierzba, B., 2010, Thermodynamically consistent bi-velocity mass transport phenomenology, Acta Mat., 58, 6717.
• Darken, L. S., 1948, Diffusion, Mobility and Their Interrelation through Free Energy in Binary Metallic Systems, Trans AIME, 174, 184.
• Gorshkov, A.V., 2000, Relations for the self-diffusion parameters of elemental substances, Inorg. Mat., 36, 167.
• Mashimo, T., Okazaki, S., Shibazaki, S., 1996, Ultracentrifuge Apparatus to Generate a Strong Acceleration Field of Over 1 000 000 g at a High Temperature in Condensed Matter, Rev. Scient. Instrum., 67, 3170.
• Nernst, W., 1889, Die elektromotorische Wirkamkeit der Ionen, Z. Phys. Chem., 4, 129.
• Planck, M., 1890, Bor die potentialdierenz zwischen zwei verd- nnten lsungen binrer elektrolyte, Ann. Phys. Chem., 40, 561.
• Press, W.H., Flannery, B.P., Teukolsky, S.A., Vetterling, W.T., 1992, Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing, Cambridge University Press, New York.
• Regel, A.R., Glazov, V.M., 1982, Zakonomenlosti J'ormirovaniya struktury elektronnykh rasplavov; General Mechanisms of Structure Formation in Electronic Melts, Nau¬ka, Moscow.
• Schiesser, W.E., 1991, The Numerical Method of Lines, Academic Press, San Diego.
• Smigelskas, A.D., Kirkendall, E., 1947, Zinc Diffusion in Alpha Brass, Trans. A!ME. 171, 130.
• Wierzba, B., Skibiński, W., 2016, The interdifusion in copper- nickel alloys. Journal of Alloys and Compounds. 687, 104el08.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).