Юрий Знаменский » Публикация

Аннотация Критически проанализированы аргументы при распространении исследователями классического второго закона Фика на процессы массопереноса в твердых телах. Отмечено, что законы Фика (как первый, так и второй) изначально предназначались только для описания массопереноса в газах и жидкостях. Найдена логическая ошибка, допущенная при обосновании такого распространения, и. несколько изменена формулировка второго закона Фика. YY /В результате получено более общее решение для описания массопереноса в телах любого агрегатного состояния. Показано, что в этом случае известный всем исследователям второй закон Фика является лишь частным случаем этого более общего закона. Показано также, что новое решение удовлетворительно объясняет все закономерности, полученные ранее с использованием радиоактивных индикаторов, поскольку в этих случаях по форме оно совпадает с «классическим» вторым законом Фика, а также переводит “эффект Киркендаля” из разряда необъясненного в разряд логично вытекающего из новой трактовки второго закона Фика. Показано также, что закономерности, наблюдаемые при взаимодействии железа с расплавами металлов, также подчиняются более общему решению, но их невозможно объяснить с использованием имеющихся в настоящее время подходов (уравнения Даркена и учета зависимости коэффициентов диффузии в твердых телах от их состава). Показано, что диффузионные фронты, аналогичные фронту в опытах Киркендаля, наблюдаются и в других случаях, например, при изучении диффузии в стеклах. При этом показано также, что при диффузии в твердых телах веществ, связанных с матрицей небольшими силами (диффузия сорбированных веществ, стабилизаторов, антиокислителей и т.п.), отклонения от «классического» второго закона Фика могут быть относительно невелики и могут маскироваться ошибками эксперимента. Но в этих случаях эффективные коэффициенты диффузии всегда будут уменьшаться при уменьшении концентраций последних в твердом теле.