Материаловедение поверхности и тонких пленок. Пичугин В.Ф. - 67 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

67
Таким образом, энергии миграции в металлах часто по порядку
величины равны 1 эВ, а эффективные частоты обычно по порядку
величины равны 10
13
с
-1
. Это означает, что при температуре 1000 К
междоузельные атомы или вакансии совершают около 10
8
скачков за 1
с. Это число быстро убывает с уменьшением температуры.
4.2 Термоактивационные процессы. Закон Аррениуса
В задачах управления фазовыми, химическими и структурными
превращениями веществ ранее рассматривалось смещение
термодинамического равновесия в соответствии с принципом Ле
Шателье в результате внешних воздействий и выяснялась
возможность протекания процессов при нарушении равновесных
условий в системе. Однако не изучались закономерности развития
неравновесных процессов во времени, что является предметом
нижеследующего рассмотрения.
Нарушение фазового равновесия. Как известно, любая
гетерогенная многокомпонентная система с химически пассивными
компонентами находится в условиях фазового равновесия, если все
фазы имеют одинаковые температуру и давление (Т=const и Р=const)
и для каждого i'-го компонента его химический потенциал (или
электрохимический потенциал для заряженных частиц) одинаков во
всех равновесных фазах (µ
i
= const, i = 1,2,..., К).
Следовательно, нарушение термодинамического равновесия
между фазами возможно лишь в условиях неоднородного
распределения температуры Т(r), давления Р(r) и химических
потенциалов µ
i
(r), характеризуемых соответствующими градиентами,
а именно, gradT(r) ≠ 0, gradP(r) ≠ 0 и grad µ
i
,(r) ≠ 0. В
нестационарных условиях все эти величины зависят также от
времени t, не указываемого здесь для упрощения записи. Ненулевые
градиенты являются движущей силой процессов массопереноса (или
массоотдачи) и теплопереноса (или теплоотдачи). Проявляются эти
неравновесные процессы в виде потоков частиц (или массы) и
тепла, направление которых таково, что при выключении
внешних воздействий они стремятся возвратить систему в
равновесное состояние.
Оставляя в стороне тепловые процессы, как
малосущественные для дальнейшего рассмотрения, запишем
плотность потока частиц i-го компонента в форме векторной
величины
J
i
=
T
i
grad T+
P
i
grad P+
i
grad µ
i
,
(4.21)

Страницы