نفوذ ( به انگلیسی: Diffusion ) به معنی جابجایی جرم در اثر انتقال اتم هاست یا به قولی دیگر عبارت است از پدیده جابجایی ماده در انتقال اتمی.
به طور کلی دو نوع نفوذ وجود دارد. نفوذ در سیالات ( مایعات و گازها ) که بر اساس حرکت تصادفی براونین اتفاق می افتد و نفوذ در جامدات که بر اساس اتفاقات دیگری اتفاق می افتد. [ ۱]
حرکت براونین حرکت تصادفی ذرات متعلق به یک سیال ( یک گاز یا یک مایع ) از برخورد سریع اتم ها و مولکول هایشان در سیال گفته شده حاصل می شود. [ ۱]
نفوذ در جامدات بر اساس حرکات اتم های عناصر در یکدیگر اتفاق می افتد. در ابعاد اتمی، نفوذ تشبیهی به مهاجرت و جابجایی اتمها از مکانی در شبکه بلور به مکانی دیگر است. این حرکت دائماً در حال انجام است.
مانند برخی از مسائل فیزیکی مانند تبخیر سطحی یا جنبش مولکولی، کسری از اتم ها قادر به نفوذ می باشند که البته با افزایش دما که منجر به افزایش انرژی جنبشی می شود و افزایش فشار این کسر بزرگتر می شود.
به عنوان مثال اگر دو قطعه مسی و نیکلی ( نیکل و مس کاملاً در یکدیگر قابلیت انحلال دارند و حدی برای قابلیت انحلال قائل نیستیم ) کاملاً در تماس با یکدیگر قرار گیرند، در لحظهٔ اول تا قبل از فصل مشترک غلطت غلظت مس ۱۰۰٪ و غلظت نیکل ۰٪ است. اگر زمان به اندازه کافی به این دو قطعه بدهیم و مدت کافی حرارت داده و سپس خنک کنبم، بعد از مدت خاصی در فصل مشترک، نفوذ اتفاق می افتد. غلظت ناگهانی تغییر نمی کند و مقداری از نیکل در قطعه مس نفوذ کرده است و بالعکس. در دو انتهای میله مس و نیکل خالص و در منطقه وسط آلیاژی از هر دو می باشد. [ ۱]
در این مکانیزم یک اتم قصد دارد از فاصلهٔ تعادلی خود خارج شده و در جای دیگری بنشیند؛ بنابراین باید از یک سد انرژی عبور کند. زیرا در حین جابجایی اتم اندازهٔ آن اتم از دیگر اتم ها تغییر می کند و دیگر آن اندازهٔ تعادلی سابق نیست. نیروهایی از طرف دیگر اتم ها به آن وارد می شود. نرخ این جانشینی ها به تعداد جای خالی ها و انرژی مورد نیاز برای جابجایی وابسته است که تعداد این جای خالی ها به دما بستگی دارد. هرچه دما بالاتر برود، چگالی های این جای خالی ها بیشتر می شود. [ ۲]
یک اتم جانشین در بلور معمولاً پیرامون موقعیتی خاص نوسان می کند و توسط اتم های همسایه که در موقعیت های همانندی قرار گرفته اند، دربر گرفته شده است. میانگین انرژی ارتعاشی هر اتم نزدیک به 3kT است که متناسب با دمای مطلق افزایش می یابد. از آنجا که فرکانس متوسط ارتعاش تقریباً مقداری ثابت است، انرژی ارتعاشی با افزایش دامنه، افزایش می یابد. حرمت یک ام جانشین را معمولاً اتم های همسایه آن محدود می کند و اتم نمی تواند به موقعیت های دیگری حرکت کند. به هر حال اگر یکی از موقعیت های اتمی مجاور خالی باشد، امکان پرش بر اثر یک نوسان بسیار شدید به محل خالی وجود دارد.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفبه طور کلی دو نوع نفوذ وجود دارد. نفوذ در سیالات ( مایعات و گازها ) که بر اساس حرکت تصادفی براونین اتفاق می افتد و نفوذ در جامدات که بر اساس اتفاقات دیگری اتفاق می افتد. [ ۱]
حرکت براونین حرکت تصادفی ذرات متعلق به یک سیال ( یک گاز یا یک مایع ) از برخورد سریع اتم ها و مولکول هایشان در سیال گفته شده حاصل می شود. [ ۱]
نفوذ در جامدات بر اساس حرکات اتم های عناصر در یکدیگر اتفاق می افتد. در ابعاد اتمی، نفوذ تشبیهی به مهاجرت و جابجایی اتمها از مکانی در شبکه بلور به مکانی دیگر است. این حرکت دائماً در حال انجام است.
مانند برخی از مسائل فیزیکی مانند تبخیر سطحی یا جنبش مولکولی، کسری از اتم ها قادر به نفوذ می باشند که البته با افزایش دما که منجر به افزایش انرژی جنبشی می شود و افزایش فشار این کسر بزرگتر می شود.
به عنوان مثال اگر دو قطعه مسی و نیکلی ( نیکل و مس کاملاً در یکدیگر قابلیت انحلال دارند و حدی برای قابلیت انحلال قائل نیستیم ) کاملاً در تماس با یکدیگر قرار گیرند، در لحظهٔ اول تا قبل از فصل مشترک غلطت غلظت مس ۱۰۰٪ و غلظت نیکل ۰٪ است. اگر زمان به اندازه کافی به این دو قطعه بدهیم و مدت کافی حرارت داده و سپس خنک کنبم، بعد از مدت خاصی در فصل مشترک، نفوذ اتفاق می افتد. غلظت ناگهانی تغییر نمی کند و مقداری از نیکل در قطعه مس نفوذ کرده است و بالعکس. در دو انتهای میله مس و نیکل خالص و در منطقه وسط آلیاژی از هر دو می باشد. [ ۱]
در این مکانیزم یک اتم قصد دارد از فاصلهٔ تعادلی خود خارج شده و در جای دیگری بنشیند؛ بنابراین باید از یک سد انرژی عبور کند. زیرا در حین جابجایی اتم اندازهٔ آن اتم از دیگر اتم ها تغییر می کند و دیگر آن اندازهٔ تعادلی سابق نیست. نیروهایی از طرف دیگر اتم ها به آن وارد می شود. نرخ این جانشینی ها به تعداد جای خالی ها و انرژی مورد نیاز برای جابجایی وابسته است که تعداد این جای خالی ها به دما بستگی دارد. هرچه دما بالاتر برود، چگالی های این جای خالی ها بیشتر می شود. [ ۲]
یک اتم جانشین در بلور معمولاً پیرامون موقعیتی خاص نوسان می کند و توسط اتم های همسایه که در موقعیت های همانندی قرار گرفته اند، دربر گرفته شده است. میانگین انرژی ارتعاشی هر اتم نزدیک به 3kT است که متناسب با دمای مطلق افزایش می یابد. از آنجا که فرکانس متوسط ارتعاش تقریباً مقداری ثابت است، انرژی ارتعاشی با افزایش دامنه، افزایش می یابد. حرمت یک ام جانشین را معمولاً اتم های همسایه آن محدود می کند و اتم نمی تواند به موقعیت های دیگری حرکت کند. به هر حال اگر یکی از موقعیت های اتمی مجاور خالی باشد، امکان پرش بر اثر یک نوسان بسیار شدید به محل خالی وجود دارد.
wiki: نفوذ در جامدات