Как происходит диффузия в твердых телах и её применение в промышленности?

Диффузия в твёрдых телах — это процесс взаимопроникновения молекул и атомов между разными веществами. 1 В твёрдых телах атомы связаны в жёсткую структуру — кристаллическую решётку. 1 Из-за этого движение атомов носит характер малых колебаний вокруг узлов — точек, где их потенциальная энергия минимальна. 1

Скорость диффузии в твёрдых телах очень низкая. 13 Чтобы молекулы одного твёрдого вещества проникли в другое всего на несколько миллиметров, понадобятся годы. 3 Причиной этому — очень маленькое расстояние между молекулами и их расположение в узлах кристаллической решётки. 3

Ускорить процесс диффузии твёрдых тел можно с помощью высокой температуры. 4 Например, если нагреть металлы до жидкого состояния, их легко перемешать, превратив в сплав. 4

В промышленности диффузия в твёрдых телах применяется в разных процессах, среди которых:

• легирование полупроводников; 1
• устранение неоднородностей в сплавах (при отжиге); 1
• насыщение деталей газами; 1
• спекание порошков; 1
• металлизация — метод повышения механических свойств и увеличения коррозионной стойкости, путём насыщения приповерхностных слоёв металлическими легирующими элементами. 2