14.6. Medida Experimental da Difusão

A maioria das medidas experimentais da difusão tem sido efetuada colocando-se dois blocos de material em contato íntimo, fazendo com que constituam um par de difusão, e medindo-se a composição, distância, tempo e temperatura. A amostra é então cortada segundo um plano, como o mostrado na Figura 14.e, e a composição pode ser determinada, em escala refinada por difratometria de raios X, ensaios de dureza, ou, se a espécie em difusão for radioativa, por uma das várias técnicas de contagem de radiação. O resultado é a obtenção da curva da Figura 14.e. Repetindo-se para várias temperaturas estas medidas, é possível determinar o coeficiente de difusão D nestas temperaturas, a partir da relação mostrada na Figura 14.f. O coeficiente de difusão D de muitos materiais obedece a Equação de Arrhenius:

(14.10)

, são, respectivamente, a constante pré-exponencial independente da temperatura e a energia de ativação para a difusão, R é a constante dos gases e T é a temperatura absoluta (K). Tomando os logaritmos naturais da Eq. (14.10), obteremos:

(14.11)

Tomando os logaritmos decimais (1) na Eq. (14.10), obteremos:

(14.12)

As equações 14.11 e 14.12 assumem a forma da equação de uma reta:

(14.13)

Assim, por exemplo, se o valor de for plotado em função de , a energia de ativação pode ser calculada considerando que o coeficiente angular da reta é . A constante pré-exponencial pode ser determinada extrapolando a linha até a interseção com o eixo das ordenadas. O valor lido, o coeficiente linear da reta, é .