Diffusion

Question 1

Was versteht man unter Diffusion?

Answer 1

-Teilchen bewegen sich von einem Ort an einen anderen, sie diffundieren
->dazu sind Platzwechselvorgänge erforderlich

Question 2

Was ist die zentrale Annahme (Diffusion)?

Answer 2

-treibende Kraft für Diffusionsströme ist der lokale Unterschied in der Konzentr. c(x,y,z) der diffundierenden Teilchen (genauer:Gradient der chem. Potentiale)

Question 3

Was genau ist die treibende Kraft?

Answer 3

-möglicher Gewinn an freier Enthalpie G
->damit für konstante sonstige Bedingungen der Unterschied im chem. Potenzial der diffundierenden Teilchen

Question 4

Welche Diffusionsgesetze gelten?

Answer 4

-für den Materialtransport in einem Konzentrationsgefälle gelten: Fick´schen Gesetze

Question 5

Was sagt das erste Fick´sche Gesetz (stationärer Fall) aus?

Answer 5

-die in der Zeiteinheit Dr durch Fläche A transportierte Stoffmenge dN ist dem Konzentrationsgradienten proportional
-> Diffusions-Stromdichte j ist proportional dem Konzentrationsgradienten durch dc/dx:
(siehe Heft)

Question 6

Was ist wichtig beim 1. Fick´schen Gesetz?

Answer 6

-beschreibt stationären Diffusionsfall
->Konzentrationsgradienten muss konstant bleiben
(In meisten Fällen ändern die Diffusionsströme die Konzentrationen & damit auch den Konzentrationsgradienten ->2. Fick´sches Gesetz

Question 7

Wie beschreibt man das 2. Fick´sches Gesetz (instationärer Fall)

Answer 7

-Diffusion bei zeitlicher Änderung der Konzentration

Question 8

Wovon hängt der Diffusionskoeffizient D ab?

Answer 8

-vom Aufbau des Materials & dem atomaren Mechanismus

Question 9

Zwischen welchen Diff.-Mechanismen unterscheidet man?

Answer 9

-Leerstellenmechanismus
-Zwischengittermechanismus

Question 10

Was bedeutet Diffusion?

Answer 10

-Platzwechselvorgänge
->damit sich 1 Atom bewegen kann, muss Energie aufgebracht werden

Question 11

Was geschieht beim Zwischengittermechanismus?

Answer 11

-diffundierende Atome sind wesentlich kleiner als die Atome der Matrix

Question 12

(Zwischengittermechanismus) Was muss passieren damit das kleinere Atom in den benachbarten Zwischenplatz springen kann?

Answer 12

-Gitter muss aufgewertet werden
-Energie deltaGw ist erforderlich

Question 13

Wo verläuft Diffusionsströme schneller?

Answer 13

-entlang von Gitterfehlern, weil dort mehr freies Volumen vorhanden ist