Экспериментальное определение коэффициента диффузии

Экспериментальное определение коэффициента диффузии в конденсатах сопряжено с большими трудностями, так как разрешающая способность аппаратуры для исследования состава соизмерима с геометрическими размерами объектов. Для приближенной оценки коэффициента диффузии одного металла в тонком слое другого может быть применен метод, разработанный в нашей лаборатории. Метод основан на измерении количества вещества, проходящего сквозь тонкий слой металла-растворителя и испаряющегося с его поверхности при отжиге в вакууме двухслойных композиций из исследуемых металлов. Порядок эксперимента следующий.

Исследуемый металл наносят методом испарения и конденсации в вакууме на подложку из вещества, в которое он практически не диффундирует. Затем наносят слой второго металла (растворителя) и проводят отжиг в вакууме. Температура отжига должна быть выше температуры интенсивного испарения исследуемого металла, но ниже температуры испарения металла-растворителя. Такой режим обеспечивает полное испарение продиффундировавшего вещества с наружной поверхности металла-растворителя и постоянное равенство нулю его концентрации на поверхности. Время отжига выбирают таким, чтобы исследуемое вещество в процессе опыта полностью не использовалось. Это условие обеспечивает поддержание постоянной концентрации на внутренней границе слоя металла-растворителя, равной 100%.

Если соблюдаются указанные условия, и толщина слоя металла-растворителя невелика, то процесс диффузии можно считать стационарным и одномерным. В этом случае от внутренней границы слоя к внешней перемещается постоянный поток диффундирующего вещества, и коэффициент диффузии рассчитывают по убыли массы, определяемой взвешиванием образца на микровесах до и после отжига. Энергию активации диффузии рассчитывают по известной температурной зависимости коэффициента диффузии.

Строго говоря, все рассмотренные закономерности применимы только к системам с неограниченной взаимной растворимостью компонентов. Для систем с ограниченной растворимостью и в случае образования интерметаллических соединений при отжиге двухслойных композиций возможно появление разрывов в кривых концентрации, непостоянство коэффициента диффузии и сохранение после отжига слоистой структуры конденсата. Большое число параметров, многие из которых неизвестны, затрудняет проведение точных теоретических расчетов. Однако важным является экспериментально установленный факт ускорения диффузии в конденсатах по сравнению с массивными металлами. Данные о диффузии в тонких пленках содержатся во многих источниках. Один из последних исчерпывающих обзоров составлен Уивером.

Дополнительная информация: современная встраиваемая кухонная техника отличается не только надежностью, но также многофункциональностью, практичностью, универсальностью и стильным внешним видом. Студия кухонной техники куперсбуш известна высоким качеством продукции и разноплановой деятельностью, ведь производит она множество видов бытовой техники, начиная от плит с холодильниками и заканчивая вытяжками.