Diffusion in a Concentration Gradient

In the preceding chapter our discussion of diffusion in substitutional alloys was limited to self-diffusion experiments. Em tais experimentos o espécime é, ou é assumido ser, quimicamente homogêneo. Tais estudos mostraram que os coeficientes de auto-difusão são, em geral, diferentes para os dois elementos de uma liga de substituição. No entanto, se duas barras semiinfinitas de diferentes proporções de componentes 1 e 2 são unidas e difundidas, a solução Boltzmann-Matano dá apenas um coeficiente de difusão D(C) que descreve completamente a homogeneização resultante. Assim, o problema é relacionar este coeficiente de difusão única com os coeficientes de auto-difusão na mesma composição. Para isso, há que compreender dois novos efeitos. O primeiro diz respeito ao tipo de fluxo de matéria que deve ser classificado como difusão. Em um casal de difusão binária com um grande gradiente de concentração veremos que a difusão dá origem ao movimento de uma parte do casal de difusão em relação a outra. O sistema de coordenadas utilizado na solução de Boltzmann-Matano é fixo em relação ao fim da amostra, e o coeficiente de difusão química é dado pela equação1