معامل الانتشار الفعال

غالبًا ما يُعبَّر عن معامل الانتشار الفعال لمادة منتشرة (ذرات مادة تنتشر في مادة أخرى) في الانتشار الذري للمواد الصلبة متعددة البلورات، مثل سبائك المعادن، كمتوسط ​​مرجح لمعامل انتشار حدود الحبيبات ومعامل انتشار الشبكة البلورية . ^{[ 1 ]} يمكن نمذجة الانتشار على طول حدود الحبيبات وفي الشبكة البلورية باستخدام معادلة أرهينيوس . عادةً ما تكون نسبة طاقة تنشيط انتشار حدود الحبيبات إلى طاقة تنشيط انتشار الشبكة البلورية بين 0.4 و0.6، لذا مع انخفاض درجة الحرارة، يزداد مُكوِّن انتشار حدود الحبيبات. ^{[ 1 ]} _{غالبًا ما تسمح زيادة درجة الحرارة بزيادة حجم الحبيبات، ويزداد مُكوِّن انتشار الشبكة البلورية مع زيادة درجة الحرارة، لذا غالبًا عند درجة حرارة انصهار} 0.8  T (للسبائك)، يمكن إهمال مُكوِّن انتشار حدود الحبيبات.

يمكن نمذجة معامل الانتشار الفعال باستخدام معادلة هارت عندما يكون انتشار الشبكة هو السائد (حركية النوع أ):

${\displaystyle D_{\text{eff}}=fD_{\text{gb}}+(1-f)D_{\ell }}$

أين

${\displaystyle D_{\text{eff}}={}}$معامل الانتشار الفعال

${\displaystyle D_{\text{gb}}={}}$معامل انتشار حدود الحبيبات

${\displaystyle D_{\ell }={}}$معامل انتشار الشبكة

${\displaystyle f={\frac {q\delta }{d}}}$

${\displaystyle q={}}$القيمة تعتمد على شكل الحبيبات، 1 للحبيبات المتوازية، و3 للحبيبات المربعة.

${\displaystyle d={}}$متوسط ​​حجم الحبوب

${\displaystyle \delta ={}}$يُفترض عادةً أن عرض حدود الحبيبات يبلغ 0.5 نانومتر

يُعدّ انتشار حدود الحبيبات ذا أهمية كبيرة في المعادن ذات البنية المكعبة مركزية الوجوه عند درجات حرارة أقل من 0.8 درجة حرارة _{الانصهار} (المطلقة). وقد تصبح الانخلاعات الخطية والعيوب البلورية الأخرى ذات أهمية عند درجات حرارة أقل من 0.4 درجة حرارة _{الانصهار} في المعادن ذات البنية المكعبة مركزية الوجوه.

• تأثير كيركيندال
• معامل الانتشار الكتلي