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By Ralf Bürgel, Hans Jürgen Maier, Thomas Niendorf

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Für die Transportrate entlang der Versetzungen (pipe diffusion) ist der effektive Querschnitt der Versetzungskerne maßgeblich. Außerdem besteht eine Proportionalität mit der Versetzungsdichte. 6 Temperaturabhängigkeit des effektiven Diffusionskoeffizienten bei gleichzeitiger Diffusion entlang von Versetzungskernen und im ungestörten Gitter Die gestrichelte Linie für DV betrifft den gedachten Fall, dass im gesamten Kristall Diffusion mit einer Aktivierungsenergie wie für Versetzungskerndiffusion abläuft.

Für die freie Aktivierungsenthalpie wird ein Wert von 250 kJ/mol angesetzt, wie er z. B. typisch für Diffusionsvorgänge regulärer Gitteratome in manchen Metallen ist. 3 Diffusion 11 Falls die Reaktion bei 1000 °C eine Sekunde dauert, ergibt sich bei 20 °C eine Zeit von: r(1000 °C) t(20 °C) = ⋅ t (1000 °C) = 2 ⋅ 10 34 s = 6,5 ⋅ 10 26 Jahre r(20° C) Die Anzahl Atome, welche bei 1000 °C pro Sekunde durch eine bestimmte Fläche diffundiert, benötigt also bei 20 °C hierfür die unvorstellbar lange Zeit von 6,5⋅1026 Jahren; bei 500 °C sind es 1175 h § 49 Tage.

Diese Energie kommt durch die thermische Auslenkung der Atome aus ihrer mittleren Position zustande. 1 belegen die Atome ein Energiespektrum, welches mit steigender Temperatur breiter wird. Die über alle Atome gemittelte thermische Energie von 3/2 kB⋅T ist in der Regel sehr klein gegen ΔGa. Für einzelne Atome mit einer höheren Energie besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, das Niveau (G0 + ΔGa) zu erreichen. In der Sattelposition ist die erforderliche freie Aktivierungsenthalpie gerade erreicht; eine geringe zusätzliche thermische Energie lässt das Atom in die benachbarte Leerstelle springen und damit Diffusion bewirken.

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