Diffusione in un gradiente di concentrazione

Nel capitolo precedente la nostra discussione sulla diffusione nelle leghe sostitutive era limitata agli esperimenti di auto-diffusione. In tali esperimenti il campione è, o si presume essere, chimicamente omogeneo. Tali studi hanno dimostrato che i coefficienti di auto-diffusione sono, in generale, diversi per i due elementi in una lega sostitutiva. Tuttavia, se due barre semiinfinite di proporzioni diverse dei componenti 1 e 2 sono unite e diffuse, la soluzione di Boltzmann-Matano fornisce un solo coefficiente di diffusione D(c) che descrive completamente l’omogeneizzazione risultante. Quindi il problema è mettere in relazione questo singolo coefficiente di diffusione con i coefficienti di auto-diffusione alla stessa composizione. Per fare questo due nuovi effetti devono essere compresi. Il primo di questi riguarda il tipo di flusso di materia che deve essere classificato come diffusione. In una coppia di diffusione binaria con un grande gradiente di concentrazione vedremo che la diffusione dà origine al movimento di una parte della coppia di diffusione rispetto ad un’altra. Il sistema di coordinate utilizzato nella soluzione di Boltzmann-Matano è fisso rispetto alla fine del campione e il coefficiente di diffusione chimica è dato dall’equazione1