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Disciplina:Ciência dos materiais
Tema da Aula:
Difusão em sólidos
Os processos de difusão são usados com frequência para
introduzir átomos de impurezas em semicondutores de silício.
Dessa forma. É necessário um conhecimento das dependências em relação ao tempo e a temperatura dos parâmetros de difusão apropriados.
De maneira semelhante, o tratamento térmico de aços (e o
desenvolvimento de suas propriedades mecânicas) envolve a difusão.
A difusão é o transporte de massa por movimento atômico.
Devido à presença de vacâncias e interstícios, é possível haver movimento de átomos de um material dentro de outro material.
Mecanismos de difusâo
Gases e líquidos – movimento aleatório;
Sólidos - difusão por vacância ou difusão intersticial.
Interdifusão: Em uma liga, átomos tendem a migrar a partir de regiões de alta concentração para regiões de baixa concentração.
Inicialmente
Após algum tempo
Autodifusão: A difusão também ocorre em mateirias puros, mas nesse caso todos os átomos que estão mudando de posição são do mesmo tipo.
Após algum tempo
C
A
D
B
C
D
A
B
Difusão por lacunas:
Envolve a troca de um átomo de uma posição para uma posição adjacente vaga (lacunas);
A velocidade da difusão depende:
Do número de lacunas presentes;
Da energia de ativação para a troca (o átomo deve possuir energia suficiente para quebrar as ligaçoes atômicas).
Tempo
Difusão Intersticial
Envolve átomos pequenos (carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio) que migram entre as posições intersticiais;
Mais rápido que a difusão por lacuna (átomos menores e mais posições existentes)
Como quantificar a quantidade ou a velocidade de difusão?
mols (ou massa) difundida mol kg J Fluxo
2 or 2
area superficial tempo m s m s
Medido empiricamente
Construir um filme fino (membrana) de área superfícial conhecida.
Impor um gradiente de concentração
Medir a velocidade dos átomos ou moléculas se difundem
através