2.2.8 TIPOS DE DIFUSÃO (II): Volume, Contorno de Grão e Superfície

 

Como foi observado no tópico anterior, os tipos mais conhecidos de difusão são a difusão em volume (vol), contorno de grão (cg) e superfície (sup). As quantidades de energia Q necessárias para cada um destes tipos é:
\[ Q _ {vol} > Q _ {cg} > Q _ {sup} \]

Nos sistemas em que já foram determinadas todas as três entalpias Q de ativação, a proporção entre
\[Q _ {vol} : Q _ {cg} : Q _ {sup} \approx 4:3:2 ou 3:2:1\]

14h

Figura 2.8 – Perfil de concentração para difusão em superfície, em contorno de grão e em volume, para o mesmo sólido.

Os valores típicos dos coeficientes de difusão D0 variam entre 0,1 e 1,0 cm 2/s. A comparação de D0 para cada um dos tipos de difusão da Figura acima é a seguinte:

\[D_{0vol.}D_{0cg.}>D_{0sup.}\]

Para as temperaturas de interesse nas reações de estado sólido, os três coeficientes de difusão podem ser assim dispostos:
\[D _ {sup} > D _ {cg} > D _ {vol}\]

14i-01

Figura 2.9 – Coeficiente de difusão para a prata.

A Figura 2.9 apresenta dados típicos para a difusão da prata (Ag) em função da temperatura e esses dados indicam que somente em temperaturas muito abaixo do ponto de fusão da prata, quando o valor de coeficiente de difusão no volume cair bem abaixo dos outros, as superfícies e contornos de grão se tornam importantes como caminhos de transporte de massa, pois em temperaturas baixas a difusão no volume é muito lenta. Os valores de difusão em contorno de grão somente se aproximam dos valores de difusão em volume num material de granulação muito fina, dependendo da relação entre Dcg e Dvol.