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11. Diffusion Flashcards

(62 cards)

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1
Q

Diffusion Bedeutung

A

Teilchen diffundieren Infolge ihrer thermischen Eigenbewegung vom Ort höherer Konzentration zum Ort niedriger Konzentration. Konzentrationsausgleich

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Q

Was bewirkt die gezielt Diffusion im Kohlenstoff in Stahl z.B Zahnräder

A

Durch Diffusion entstehen Härte und Festigkeitdgradienten

Die Oberfläche wird Hart und verschleißfest Innere aber Zäh und belastbar

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3
Q

Was ist Diffusion?

A

Die zeit- und temperaturabhängige Wanderung von Atomen oder Molekülen in Stoffen.

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4
Q

Was passiert mit der Verteilung z.B der Cu- und Ni-Atome über die Zeit bei Diffusion?

A

Die Atome beider Sorten überschreiten die Grenzfläche und wandern in den jeweils anderen Grundwerkstoff.

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5
Q

Was kann nach sehr langen Zeiten in einem Diffusionssystem erreicht werden?

A

Ein vollständiger Konzentrationsausgleich.

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6
Q

Was bewirken Diffusionsprozesse in der Regel in Bezug auf Konzentrationsgradienten?

A

Sie führen zum Ausgleich eines lokalen Konzentrationsgradienten.

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7
Q

True or False: Diffusion findet nur in Gasen und Flüssigkeiten statt.

A

False

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8
Q

Fill in the blank: Diffusion in metallischen Festkörpern wird seit __________ untersucht.

A

Anfang des 20. Jahrhunderts

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9
Q

Was ist die Bedeutung der Grenzfläche in einem Diffusionspaar?

A

Sie ist der Bereich, wo die Verteilung der Atome scharf abgegrenzt ist.

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10
Q

Wie wird die Diffusion in der Flüssigkeit sichtbar?

A

Durch die Analyse der Umgebung der ursprünglichen Grenzfläche.

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11
Q

Wie werden die Atomanordnungen bei der Diffusion erzeugt?

A

Bei hoher Temperatur, aber unterhalb des Schmelzpunktes der niedriger schmelzende Kompotente, die für ein gewisses Zeitintervall glüht.

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12
Q

Wie funktioniert die Diffusion im Substitutionsmischkristal.

A

Ein Atom kann in unmittelbarer Nachbarschaft einen freien Gitterplatz besetzen. -> Leerstelle an Ursprünglicherstelle

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13
Q

Was ist die Leerstellendiffusion

A
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14
Q

Was ist die Interstitielle Diffusion

A
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15
Q

Was ist der Frenkel Defekt ?

A
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16
Q

Was ist der Platzwechsel und der Ringaustauschmechanismus bei der Diffusion

A
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17
Q

Was ist der Anlass für einen Sprung in eine Leerstelle bei der Diffusion ?

A

Die Temperaturabhängig Gitterschwingung, die alle Atome in eine regellose oszillierende Bewegung von etwa 10Hz um die Ruhelage ausführen lässt.

Die Amplitude steigt mit der Temperatur.

Bewegungsrichtung = Streben der Werkstoffe nach Konzentrationsausgleich.

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18
Q

Wie entsteht die Wanderung von interstitiellen Fremdatomen

A

Durch Wärmeschwingung der Atome des Wirtsgitters.
Zufällig benachbarte Wirtsgitteratome hinterlassen bei einer schwingbewegung relativ viel Platz wo sich das interstitielle Fremdatom hineinsetzen kann.

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19
Q

Bei welcher Art des Gitterplatz Wechsel benötigt man sehr viel höhere Energiebeträge als normal durch Thermische Gitterschwingungen aufgebracht werden könnte ?

A

Bei einem Sprung von einem Gitterplatz auf einen Zwischengitterplatz mit Hinterlassung einer Leerstelle. Kommt bei Beschuss von Energiereichen Neutronen vor.(Kernkraftwerk)

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20
Q
A
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21
Q

Welchen Einfluss hat die Temperatur bei Diffusion

A

Je höher, desto mehr Leerstellen und die Schwingung der Amplitude um die Ruhelage nimmt zu.

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22
Q

Was ist die Selbstdiffusion

A

Platzwechsel im Wirtsgitter bei Reinmetallen.

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23
Q

Wie bestimmt man die Selbstdiffusion

A

Oberfläche wird radioaktiven Isotopen bedampft. Nach Diffusionsglühung misst man Scheibenweise die Radioaktivität.

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24
Q

Führt Selbstdiffusion zu einer Eigenschaftsänderung ?

A

Nein

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25
Formel Diffusionsfluss
26
Wann spricht man von einer Stationären Diffusion
Wenn sich der Diffusionfluss über die Zeit nicht ändert.
27
Was sind Molekulare Siebe
z.B eine Metallmembran durch die H2O und H2 diffundieren muss. Auf der eine Seite mehr Druck als auf der anderen. H2 kann schneller durch die Membran diffundieren
28
Formel für das Konzentrationsgefälle
29
Wie verhält sich Diffusionsgefälle und Konzentrationsgefälle Deltac/Deltax
Proportional
30
Wie kann man die Diffusionsfluss mit dem Konzentrationsgefälle berechnen?
31
Wovon hängt dasKonzentrationsprofil ab
Der Zeit.
32
Wovon hängt das Konzentrationsgefälle ab ?
Dem Ort
33
Was ist das erste FICKsche Gesetz.
34
Diffusionsgleichung unter nicht stationären Bedingungen
35
Wie lautet das zweite FICKsche Gesetz
Wenn Diffusionskoeffizienten unabhängig von der Konzentration - also unabhängig von Ort und Zeit ist.
36
Zweite FICKsche Gesetz, wenn D≈konstant.
Erlaubt falls Rand und anfangsbedingungen bekannt und Diffusionsmasse viel kleiner als Probenmessung. A und B halbunendlich. Anfangsbedingungen: c=cA für x<0 c =cB für x>0 c= konzentration des Stoffes zum Zeitpunkt t=0 Bauteil A immer link, Bauteil B immer rechts
37
Zweite FICK Gesetz unabhängig von Ort und Zeit
Unrealistisch
38
Formel GAUSSche Fehlerintegral
39
Zeichne die GAUSSche Fehlerintegral
Größere Werte als 2 für § nicht messbare konzentration
40
Formel für §
41
Was sind Folgen eines ungleichen Stoffaustauschs
Mögliche Poren aus der Seite, die mehr Material an den Partner abgibt, plastisch aufgeworfene Wülste auf der Seite, in die der schnellere Diffusionspartner eindringt.
42
Zeige den Kirkendall-Effekt
43
Wann geschieht der Kirkendall Effekt
Bei Verhaltnismäßig langem glühen bei hohen Temperaturen.
44
Was ist die Diffusion konstanter Quellen.
Nicht Stationäre (zeitlich unbegrenzte) Diffusion, einer kontinuierlichen Quelle, die eine Substanz konstant abgibt.
45
Was ist das Ziel der Behandlung mit nicht Stationärer Diffusion mit konstanter Quelle.
Ein Bauteil verschleißfest machen. Oder schwingfestogkeit erhöhen.
46
Wie funktioniert die Diffusion mit konstanten Quellen.
Werkstoff in Gasatmosphere die an stahloberlfläche Kohlenstoffatome abgeben kann.
47
Wie lautet das zweite FICKsche Gesetz bei nicht stationärer Diffusion mit konstanter Quelle
Annahme: Bauteil mit Halbunendlicher Ausdehnung cB: eindiffundier Stoff im Grundwerkstoff der Diffusionsbehandlung c0: konzentration des Stoffs die sich der Oberfläche der Probe einstellt. Bei Einsatzhärtung. c0= Cpegel ( Kohlenstoffpegel)
48
Was bedeutet eine Vervierfachung der Zeit bei der nicht stationären Diffusion unendlicher Quellen
Eine Verdopplung der Eindringtiefe. Dies Abhänigkeit von sqrt(t) erlaubt nicht immer den Werkstofftechnisch besten Zustand einzustellen.
49
Was muss zwangsläufig bei zunehmenden Temperaturen und höherer Schwingungsamplitide zunehmen?
Die Wahrscheinlichkeit für ein Platzwechsel. Diesen Zusammenhang spiegelt der Diffusionskoeffizient wieder.
50
Was ist die Aktivierungsenergie ?
Wenn ein Atom in eine vorhande Stelle springt und dort die anderen Atome bewegen, nachrücken müssen. Die geschied nur, wenn es eine günstige Gitter Konstellation gibt. Diese verlangen dann ein Energietribut
51
Gleichung für die Temperaturabhängigkeit des Diffusionkoeffizienten
R= 8,31442 j/molk T= thermodynamische Temperatur Q = Aktivierungenergie kj/mol
52
In welchem Bereich für Diffusionspaarungen erhält man meistens D0
0,1 und 1 cm^2/s
53
Wie wird D0 meistens bezeichnet
Frequenzfaktor
54
55
Wie setzt sich Q zusammen
Aktivierungsnergie Teilenergie aus aus Bildung und Wanderung von Leerstellen
56
Wie ist die Aktivierungsenergie für die Diffusioj von intestitiellen Atomen im Vergleich zu Substitutionsatomen
Geringer
57
Woraus ermittelt man Q und D0 häufig
Experimentellen Werten mit der Formel
58
Verhältnis von kfz Gitter und krz Gittern
Kfz größere Lücken, krz mehr Lücken.
59
Strukturen im Vergleich mit starke und schwacher Bindungsenergie (Diffusion)
Starke Bindung = Schwache Diffusion oder andersherum
60
Was bestimmt die Mechanische Leerstellendiffusion
Die Verteilung der Leerstellenkonzentration
61
Wo kann Diffusion am leichtesten ablaufen
An de Oberfläche Oder an Gitterstörungen mit lokalen Ausweitungen (Korn? Oder Phasengrenzen)
62
Warum kann an der Oberfläche am einfachsten Diffusion ablaufen
Anzahl der Nachbarn für Platzwechsel wegdrücken am geringsten -> weniger Bindungen müssen gebrochen werden.

WK1 (22 decks)

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