Published December 21, 1973 | Version v1
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Tracer diffusion study in binary alloys

Description

The diffusional properties of dilute alloys are quite well described with 5 vacancy jump frequencies: the diffusion experiments allow as to determine only 3 jump frequency ratios. The first experiment set, found by Howard and Manning, was used in order to determine the 3 frequency ratios in the dilute Cu-Fe alloy. N.V. Doan has shown that the isotope effect measurements may be replaced by easier electromigration experiments: this new method was used with success for the dilute Ag-Zn and Ag-Cd alloys. Two effects which take place in less dilute alloys cannot be explained with the 5 frequency model, these are: the linear enhancement of solute diffusion and the departure from linear enhancement of solvent diffusion versus solute concentration. To explain these effects, we have had to take account of the influence of solute pairs on diffusion via 53 new vacancy jump frequencies. Diffusion in a concentrated alloy can be described with a quasi-chemical approach: we show that a description with 'surrounded atoms' allows the simultaneous explanation of the thermodynamical properties of the binary solid solution, the dependence of atomic jump frequencies with respect to the local concentration of the alloy. In this model, the two atomic species have a jump frequency spectrum at their disposal, which seems to greatly modify Manning's correlation analysis. (author)

Abstract (French)

La diffusion dans un alliage dilue peut se decrire au moyen de 5 frequences de saut de la lacune: les experiences de diffusion ne permettent de determiner que 3 rapports de ces 5 frequences. Nous avons utilise un premier ensemble de mesures, imagine par Howard et Manning pour determiner les rapports de frequences de saut dans l'alliage Cu-Fe. N.V. Doan a montre que l'on pouvait remplacer les mesures d'effet isotopique par des mesures plus simples d'electromigration: nous avons applique cette nouvelle methode avec succes aux alliages Ag-Zn et Ag-Cd. La diffusion dans un alliage un peu plus concentre fait apparaitre deux effets qui sont inexpliques par le modele a 5 frequences de saut: la variation lineaire du coefficient d'heterodiffusion et l'ecart a la variation lineaire du coefficient d'autodiffusion, en fonction de la concentration en solute. Pour expliquer ces deux effets, il nous a fallu introduire les paires d'atomes de solute et leur influence sur la diffusion par l'intermediaire de 53 frequences de saut. La diffusion dans un alliage tres concentre ne peut se decrire qu'avec un modele quasichimique: nous montrons qu'une description de l'alliage en 'atomes entoures' est une bonne base pour l'explicitation simultanee des proprietes thermodynamiques de la solution solide, des frequences de sauts atomiques en fonction de la composition locale de l'alliage. L'existence de spectres de frequences de saut pour les deux especes atomiques semble modifier de facon importante l'analyse de la correlation faite par Manning. (auteur)

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Original title (French)
Contribution a l'etude de la diffusion par lacunes dans les alliages binaires

Publishing Information

Imprint Pagination
108 p.
Report number
CEA-R--4565

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Notes
57 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/