Размер зерна ASTM: диффузия никеля в меди

Вопрос: При
прочих равных условиях скорость диффузии никеля является самой высокой в меди с размером зерна ASTM:
A. 4
B. 6
C. 8

Честно говоря, вопрос не кажется очень интуитивным - я просмотрел свои заметки и не могу найти какие-либо подходящие формулы. Я понимаю, что число зерен на квадратный дюйм при увеличении в 100 раз равно 2 ^ (n-1), где n - это размер зерна ASTM образца.
Однако, учитывая множественный выбор этого вопроса и очевидное отсутствие информации (я полагаю, что медь и никель чистые, при комнатной температуре и т. Д.), Я, должно быть, упускаю из виду нечто простое.

Кто-нибудь был бы готов посоветовать?

materials chemical-engineering

— Hissionere
источник

google.com/…

— Dopeybob435,

Воспользуйтесь ссылкой, она дает несколько примеров размера / диффузии зерна, она может указать вам правильное направление

— Dopeybob435

Ценю усилия Допейбоба, но я уже видел это - не могу найти ничего полезного. Приведены примеры использования уравнения размера зерна ASTM, но без дополнительной информации относительно моего собственного вопроса я не могу найти это уравнение полезным. Относится к «Таблице 5.2» с потенциальной информацией о диффузии Cu в Ni, но не ссылается на таблицу иным образом не отображает ее. В любом случае эта информация могла относиться к конкретным вопросам университета.

— Hissionere

Вопросы по домашним заданиям относятся к теме, но вы должны продемонстрировать попытку решения проблемы. Желательно также опубликовать ожидаемый ответ, а затем объяснить, где у вас возникают трудности с получением ожидаемого ответа. В этом случае, вы можете захотеть взглянуть на то , что не существует. Если на квадратный дюйм приходится 8, 32 или 128 зерен, сколько места осталось вокруг них? Насколько велики молекулы никеля по сравнению с медью?

— GlenH7

Ааа - возможно, это был намек, который я искал, Глен. Атомный радиус меди составляет примерно 128 мкм, тогда как никеля - 200 мкм. Не слишком уверен, как это вписывается. Однако, я полагаю, чем больше зерен меди на квадратный дюйм, тем меньше свободного места доступно для диффузии атомов никеля. Кроме того, чем ниже количество зерна ASTM, тем выше средний диаметр зерна. Исходя из этого, я бы сказал, что A (4) будет ответом на этот вопрос. Я прав? Вы можете уточнить, Глен?

— Hissionere

Поскольку это домашнее задание, вероятно, давно прошло, прямой ответ, вероятно, не повредит. Извините, если это не поможет вам с домашним заданием, но, надеюсь, оно все же даст полезные знания.

Число зерна ASTM обратно пропорционально размеру зерна, так что наибольшее число размеров зерна соответствует наименьшим зернам. Предполагая, что гранулометрическое распределение является приблизительно равномерным, площадь поверхности границы зерна на единицу объема материала увеличивается с уменьшением размера зерна. Таким образом, более высокий номер размера зерна ASTM соответствует более высокой удельной площади границы зерна.

Границы зерен менее плотно упакованы атомами, поскольку их можно рассматривать как организованные наборы дислокаций. Диффузия атомов в материалах происходит быстрее всего там, где атомная упаковка самая низкая, потому что диффузионные атомы должны преодолеть более низкий энергетический потенциал. Скорость диффузии экспоненциально зависит от аддитивного обратного энергетического барьера (подумайте Аррениус). Таким образом, диффузия происходит быстрее на границах зерна, чем в объеме зерна.

Общий эффект состоит в том, что более высокое число ASTM дает более специфическую площадь поверхности зерна, дает больше областей быстрой диффузии. Следовательно, диффузия происходит наиболее быстро в материале с наибольшим числом зерен ASTM, при прочих равных условиях. Таким образом, правильный ответ (с. 8).

— wwarriner
источник