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DIFUSÃO NO ESTADO SÓLIDO 137
onde
X Ni é a fração molar de níquel e
X Au é a fração molar de ouro.
A equação anterior é conhecida como equação de Darken, em homenagem
ao pesquisador americano L. Darken, que a propôs em 1948.
Finalmente, é interessante mencionar que quando um dos coeficientes
de difusão é muito maior que o outro, aparecem vazios (devido ao acúmulo
de lacunas) em um dos lados do par de difusão. Estes pequenos vazios são
denominados porosidade de Kirkendall.
Difusão em não metais
A difusão em sólidos cerâmicos também ocorre. Por exemplo, a permeação
de vidros pelo gás hélio é bastante conhecida.
A difusão nos compostos estequiométricos, como o NaCl, apresenta
algumas complicações adicionais, em comparação com os metais e ligas. Por
exemplo, se a difusão ocorre pela troca de posição entre um cátion de sódio e
um ânion de cloro, os dois íons ficarão circundados por íons de mesmo sinal.
Isto aumenta consideravelmente a energia eletrostática local e este tipo de
difusão na realidade não ocorre. Para que a difusão ocorra em um sólido
iônico estequiométrico e a neutralidade elétrica seja mantida, dois tipos de
defeitos de sinais opostos devem ser criados. Por exemplo, se uma lacuna
aniônica e uma lacuna catiônica são criadas simultaneamente, a neutralidade
elétrica é preservada e a difusão é facilitada.
Nos compostos iônicos não estequiométricos tais como óxidos semicondutores
(exemplos CoO, NiO, TiO 2 ,Nb 2 O 5 ,FeOeFe 3 O 4 ), a concentração
de defeitos está relacionada com estequiometria e com a difusividade. A
tabela 8.4 apresenta coeficientes de difusão (ou difusividades) para alguns
cristais não metálicos.
A difusão em polímeros pode ser dividida em duas grandes classes. A
primeira envolve somente moléculas da cadeia longa ou macromolécula. Esta
classe de difusão é que é responsável pelas transformações estruturais que
ocorrem durante a cristalização, o recozimento e a trefilação de fibras. A
segunda classe de difusão é a difusão de uma pequena molécula em um
polímero. Esta classe é denominada difusão penetrante. Este é, por exemplo,
o caso da permeação de um polímero por um penetrante gasoso. Neste caso,