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DIFUSÃO NO ESTADO SÓLIDO 123
Os metais com estruturas cristalinas CFC e HC, próximos dos seus
pontos de fusão, vibram com uma freqüência, denominada freqüência de
Debye, da ordem de 10 13 a10 14 s -1 . Por outro lado, cada átomo muda de
posição 100 milhões de vezes em um segundo. Portanto, mesmo próximo do
ponto de fusão, os átomos passam a maior parte do tempo oscilando ao redor
de suas posições de equilíbrio no cristal.
A figura 8.2 apresenta vários mecanismos possíveis de autodifusão. Um
primeiro mecanismos seria a troca de lugar com o átomo vizinho. Uma
segunda possibilidade é o mecanismo do anel. Estes dois mecanismos exigem
movimento coordenado de átomos e são bastante improváveis de acontecer.
Uma terceira possibilidade seria o átomo da rede tentar “passar” entre
os átomos da rede, numa espécie de difusão intersticial. Isto também é bastante
improvável. O mecanismo mais provável de autodifusão é a troca de
lugar com lacunas.
Figura 8.2 — Mecanismos de difusão em um metal.
O mecanismo de troca de lugar com lacunas também parece ser o mais
provável para explicar a movimentação atômica nas soluções sólidas substitucionais,
conforme ilustra a figura 8.3.
No caso das soluções sólidas intersticiais, a passagem do átomo intersticial
entre os átomos da rede é muito mais provável do que nos casos anteriores.
Nós veremos posteriormente que a difusão de átomos intersticiais é
muito mais rápida que a difusão de átomos substitucionais, para o mesmo
metal base. O mecanismo de difusão intersticial é apresentado na figura 8.4.
Além dos mecanismos descritos, existe a possibilidade de difusão ao
longo dos defeitos cristalinos tais como: superfície externa do cristal, contornos
de grãos e defeitos lineares. A contribuição destes defeitos para o proces-