Mecanismo de difusão

A difusão nada mais é que a migração em etapas dos átomos de um sítio para outro de um retículo cristalino, ou do transporte quando ocorre a agitação térmica do material. Os átomos nos materiais sempre estão em movimento diretooo, sempre mudando de posição . E daí tu se questiona, como ele faz essas mudanças doidas de posição?

Para ele mudar de sítio, deve ter um outro sítio vazio, certo? Porque dois corpos não ocupam o mesmo espaço, ditado antigoo. Outra parada que deve rolar, é que o átomo tem que ter aquela energia para quebrar suas ligações que os une com seus átomos vizinhos, para que ocorra uma distorção na rede durante o deslocamento. E essa energia? É de origem vibracional, a uma determinada temperatura um certo número de atomos pode realizar movimento por difusão devido as suas energias vibracionais.

Mecanismo de difusão substitucional ou por lacunas

Os átomos podem se mover livremente no interior de um sólido, se a energia for suficiente e se tiver lacunas ou defeitos nas estruturas , e isso ocorre da energia vinda da vibração térmica dos átomos. Os vazios presente nos metais provem de defeitos de equilíbrio, e assim permitem o movimento atômico pelo mecanismo substitucional.

Com o aumento da temperatura dos materiais metálicos , mais vazios podem surgir e mais energia estará disponível. Com isso a taxa de difusão aumenta com a temperatura. E o que pode afetar essa difusão? Tamanho do átomo e energia de ligação.

Notem na tabela a baixo a energia de de ativação para a autodifusão de alguns metais puros. observem, que à medida que a temperatura de fusão acresce, a energia de ativação também aumenta. Existe esta relação porque os metais com temperaturas de fusão altas têm tendência a ter maiores energias de ligação entre os átomo.

Mecanismo intersticial

Este tipo de difusão envolve átomos que migram de uma posição para uma outra vizinha que esteja vazia. Esse mecanismo é encontrado para a interdifusão de impurezas tais como hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio, que possuem átomos pequenos o suficiente para se encaixarem no interior das posições intersticiais.

Os átomos hospedeiros e os átomos de impurezas substitucionais raramente formam intersticios e normalmente não se difundem através deste mecanismo. Esse fenômeno é chamado apropriadamente de difusão intersticial.

Esta difusão é beeeem rápida, mais rápida que a difusão por lacunas, uma vez que os átomos intersticiais são menores, e dessa forma são mais móveis. Alem disso, existem mais posições intersticiais vazias do que lacunas; portanto, a probabilidade de um movimento atômico intersticial é maior do que para a difusão por lacunas.

Porém os átomos que se difundem precisam ser pequenos, quando comparados com os átomos da matriz exemplo: hidrogênio, o oxigênio, o nitrogênio e o carbono, podem difundir-se intersticialmente nas redes cristalinas de alguns metais.

Por exemplo, o carbono pode difundir-se intersticialmente no ferro-α CCC e no Ferro-γ CFC. Na difusão intersticial do carbono no ferro, os átomos de Carbono, ao entrarem ou saírem dos interstícios, têm de "abrir caminho" entre os átomos de Ferro da matriz.