Diffusion in solids : fundamentals, methods, materials, diffusion-controlled processes

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Diffusion in solids : fundamentals, methods, materials, diffusion-controlled processes / Helmut Mehrer

資料種別:: 図書
出版情報:: Berlin : Springer, c2007
形態:: xix, 651 p. ; 25 cm
シリーズ名:: Springer series in solid-state sciences ; 155 <BA00007375>
著者名:: Mehrer, H. <DA05128431>
ISBN:: 9783540714866 [3540714863]
書誌ID:: BA82547964

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書誌詳細

注記:

Includes bibliographical references and index

主題:

固体論

言語:

英語

目次情報:

History and Bibliography of Diffusion / 1：

Pioneers and Landmarks of Diffusion / 1.1：

References

Bibliography of Solid-State Diffusion / 1.2：

Fundamentals of Diffusion / Part I：

Continuum Theory of Diffusion / 2：

Fick's Laws in Isotropic Media / 2.1：

Fick's First Law / 2.1.1：

Equation of Continuity / 2.1.2：

Fick's Second Law - the 'Diffusion Equation' / 2.1.3：

Diffusion Equation in Various Coordinates / 2.2：

Fick's Laws in Anisotropic Media / 2.3：

Solutions of the Diffusion Equation / 3：

Steady-State Diffusion / 3.1：

Non-Steady-State Diffusion in one Dimension / 3.2：

Thin-Film Solution / 3.2.1：

Extended Initial Distribution and Constant Surface Concentration / 3.2.2：

Method of Laplace Transformation / 3.2.3：

Diffusion in a Plane Sheet - Separation of Variables / 3.2.4：

Radial Diffusion in a Cylinder / 3.2.5：

Radial Diffusion in a Sphere / 3.2.6：

Point Source in one, two, and three Dimensions / 3.3：

Random Walk Theory and Atomic Jump Process / 4：

Random Walk and Diffusion / 4.1：

A Simplified Model / 4.1.1：

Einstein-Smoluchowski Relation / 4.1.2：

Random Walk on a Lattice / 4.1.3：

Correlation Factor / 4.1.4：

Atomic Jump Process / 4.2：

Point Defects in Crystals / 5：

Pure Metals / 5.1：

Vacancies / 5.1.1：

Divacancies / 5.1.2：

Determination of Vacancy Properties / 5.1.3：

Self-Interstitials / 5.1.4：

Substitutional Binary Alloys / 5.2：

Vacancies in Dilute Alloys / 5.2.1：

Vacancies in Concentrated Alloys / 5.2.2：

Ionic Compounds / 5.3：

Frenkel Disorder / 5.3.1：

Schottky Disorder / 5.3.2：

Intermetallics / 5.4：

Semiconductors / 5.5：

Diffusion Mechanisms / 6：

Interstitial Mechanism / 6.1：

Collective Mechanisms / 6.2：

Vacancy Mechanism / 6.3：

Divacancy Mechanism / 6.4：

Interstitialcy Mechanism / 6.5：

Interstitial-Substitutional Exchange Mechanisms / 6.6：

Correlation in Solid-State Diffusion / 7：

Vacancy Mechanism of Self-diffusion / 7.1：

A 'Rule of Thumb' / 7.3.1：

Vacancy-tracer Encounters / 7.3.2：

Spatial and Temporal Correlation / 7.3.3：

Calculation of Correlation Factors / 7.3.4：

Correlation Factors of Self-diffusion / 7.4：

Vacancy-mediated Solute Diffusion / 7.5：

Face-Centered Cubic Solvents / 7.5.1：

Body-Centered Cubic Solvents / 7.5.2：

Diamond Structure Solvents / 7.5.3：

Concluding Remarks / 7.6：

Dependence of Diffusion on Temperature and Pressure / 8：

Temperature Dependence / 8.1：

The Arrhenius Relation / 8.1.1：

Activation parameters - Examples / 8.1.2：

Pressure Dependence / 8.2：

Activation Volumes of Self-diffusion / 8.2.1：

Activation Volumes of Solute Diffusion / 8.2.2：

Activation Volumes of Ionic Crystals / 8.2.3：

Correlations between Diffusion and Bulk Properties / 8.3：

Melting Properties and Diffusion / 8.3.1：

Activation Parameters and Elastic Constants / 8.3.2：

Use of Correlations / 8.3.3：

Isotope Effect of Diffusion / 9：

Single-jump Mechanisms / 9.1：

Isotope Effect Experiments / 9.2：

Interdiffusion and Kirkendall Effect / 10：

Interdiffusion / 10.1：

Boltzmann Transformation / 10.1.1：

Boltzamann-Matano Method / 10.1.2：

Sauer-Freise Method / 10.1.3：

Intrinsic Diffusion and Kirkendall Effect / 10.2：

Darken Equations / 10.3：

Darken-Manning Equations / 10.4：

Microstructural Stability of the Kirkendall Plane / 10.5：

Diffusion and External Driving Forces / 11：

Overview / 11.1：

Fick's Equations with Drift / 11.2：

Nernst-Einstein Relation / 11.3：

Nernst-Einstein Relation for Ionic Conductors and Haven Ratio / 11.4：

Nernst-Planck Equation - Interdiffusion in Ionic Crystals / 11.5：

Nernst-Planck Equation versus Darken Equation / 11.6：

Irreversible Thermodynamics and Diffusion / 12：

General Remarks / 12.1：

Phenomenological Equations of Isothermal Diffusion / 12.2：

Tracer Self-Diffusion in Element Crystals / 12.2.1：

Diffusion in Binary Alloys / 12.2.2：

The Phenomenological Coefficients / 12.3：

Phenomenological Coefficients, Tracer Diffusivities, and Jump Models / 12.3.1：

Sum Rules - Relations between Phenomenological Coefficients / 12.3.2：

Experimental Methods / Part II：

Direct Diffusion Studies / 13：

Direct versus Indirect Methods / 13.1：

The Various Diffusion Coefficients / 13.2：

Tracer Diffusion Coefficients / 13.2.1：

Interdiffusion and Intrinsic Diffusion Coefficients / 13.2.2：

Tracer Diffusion Experiments / 13.3：

Profile Analysis by Serial Sectioning / 13.3.1：

Residual Activity Method / 13.3.2：

Isotopically Controlled Heterostructures / 13.4：

Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) / 13.5：

Electron Microprobe Analysis (EMPA) / 13.6：

Auger-Electron Spectroscopy (AES) / 13.7：

Ion-beam Analysis: RBS and NRA / 13.8：

Mechanical Spectroscopy / 14：

Anelasticity and Internal Friction / 14.1：

Techniques of Mechanical Spectroscopy / 14.3：

Examples of Diffusion-related Anelasticty / 14.4：

Snoek Effect (Snoek Relaxation) / 14.4.1：

Zener Effect (Zener Relaxation) / 14.4.2：

Gorski Effect (Gorski Relaxation) / 14.4.3：

Mechanical Loss in Ion-conducting Glasses / 14.4.4：

Magnetic Relaxation / 14.5：

Nuclear Methods / 15：

Nuclear Magnetic Relaxation (NMR) / 15.1：

Fundamentals of NMR / 15.2.1：

Direct Diffusion Measurement by Field-Gradient NMR / 15.2.2：

NMR Relaxation Methods / 15.2.3：

Mossbauer Spectroscopy (MBS) / 15.3：

Quasielastic Neutron Scattering (QENS) / 15.4：

Examples of QENS studies / 15.4.1：

Advantages and Limitations of MBS and QENS / 15.4.2：

Electrical Methods / 16：

Impedance Spectroscopy / 16.1：

Spreading Resistance Profiling / 16.2：

Diffusion in Metallic Materials / Part III：

Self-diffusion in Metals / 17：

Cubic Metals / 17.1：

FCC Metals - Empirical Facts / 17.2.1：

BCC Metals - Empirical Facts / 17.2.2：

Monovacancy Interpretation / 17.2.3：

Mono-and Divacancy Interpretation / 17.2.4：

Hexagonal Close-Packed and Tetragonal Metals / 17.3：

Metals with Phase Transitions / 17.4：

Diffusion of Interstitial Solutes in Metals / 18：

'Heavy' Interstitial Solutes C, N, and O / 18.1：

Interstitial Diffusion in Dilute Interstial Alloys / 18.1.1：

Hydrogen Diffusion in Metals / 18.2：

Examples of Hydrogen Diffusion / 18.2.1：

Non-Classical Isotope Effects / 18.2.4：

Diffusion in Dilute Substitutional Alloys / 19：

Diffusion of Impurities / 19.1：

'Normal' Impurity Diffusion / 19.1.1：

Impurity Diffusion in Al / 19.1.2：

Impurity Diffusion in 'Open' Metals - Dissociative Mechanism / 19.2：

Solute Diffusion and Solvent Diffusion in Alloys / 19.3：

Diffusion in Binary Intermetallics / 20：

Influence of Order-Disorder Transitions / 20.1：

B2 Intermetallics / 20.3：

Diffusion Mechanisms in B2 Phases / 20.3.1：

Example B2 NiAl / 20.3.2：

Example B2 Fe-Al / 20.3.3：

Uniaxial Intermetallics / 20.4：

Laves Phases / 20.6.1：

Diffusion in Quasicrystalline Alloys / 20.8：

General Remarks on Quasicrystals / 21.1：

Diffusion Properties of Quasicrystals / 21.2：

Icosahedral Quasicrystals / 21.2.1：

Decagonal Quasicrystals / 21.2.2：

Diffusion in Semiconductors / Part IV：

General Remarks on Semiconductors / 22：

'Semiconductor Age' and Diffusion / 22.1：

Specific Features of Semiconductor Diffusion / 22.2：

Self-diffusion in Elemental Semiconductors / 23：

Intrinsic Point Defects and Diffusion / 23.1：

Germanium / 23.2：

Silicon / 23.3：

Foreign-Atom Diffusion in Silicon and Germanium / 24：

Solubility and Site Occupancy / 24.1：

Diffusivities and Diffusion Modes / 24.2：

Interstitial Diffusion / 24.2.1：

Dopant Diffusion / 24.2.2：

Diffusion of Hybrid Foreign Elements / 24.2.3：

Self-and Foreign Atom Diffusion - a Summary / 24.3：

Interstitial-Substitutional Diffusion / 25：

Combined Dissociative and Kick-out Diffusion / 25.1：

Diffusion Limited by the Flow of Intrinsic Defects / 25.1.1：

Diffusion Limited by the Flow of Interstitial Solutes / 25.1.2：

Numerical Analysis of an Intermediate Case / 25.1.3：

Kick-out Mechanism / 25.2：

Basic Equations and two Solutions / 25.2.1：

Examples of Kick-Out Diffusion / 25.2.2：

Dissociative Mechanism / 25.3：

Basic Equations / 25.3.1：

Examples of Dissociative Diffusion / 25.3.2：

Diffusion and Conduction in Ionic Materials / Part V：

Ionic Crystals / 26：

Point Defects in Ionic Crystals / 26.1：

Intrinsic Defects / 26.2.1：

Extrinsic Defects / 26.2.2：

Methods for the Study of Defect and Transport Properties / 26.3：

Alkali Halides / 26.4：

Defect Motion, Tracer Self-diffusion, and Ionic Conduction / 26.4.1：

Example NaCl / 26.4.2：

Common Features of Alkali Halides / 26.4.3：

Silver Halides AgCl and AgBr / 26.5：

Self-diffusion and Ionic Conduction / 26.5.1：

Doping Effects / 26.5.2：

Fast Ion Conductors / 27：

Fast Silver-Ion Conductors / 27.1：

AgI and related Simple Anion Structures / 27.1.1：

Stabilised Zirconia and related Oxide Ion Conductors / 27.1.2：

Perovskite Oxide Ion Conductors / 27.4：

Sodium ?-Alumina and related Materials / 27.5：

Lithium Ion Conductors / 27.6：

Polymer Electrolytes / 27.7：

Diffusion in Glasses / Part VI：

The Glassy State / 28：

What is a Glass? / 28.1：

Volume-Temperature Diagram / 28.2：

Temperature-Time-Transformation Diagram / 28.3：

Glass Families / 28.4：

Diffusion in Metallic Glasses / 29：

Structural Relaxation and Diffusion / 29.1：

Diffusion Properties of Metallic Glasses / 29.3：

Diffusion and Viscosity in Class-forming Alloys / 29.4：

Diffusion and Ionic Conduction in Oxide Glasses / 30：

Gas Permeation / 30.1：

Examples of Diffusion and Ionic Conduction / 30.4：

Diffusion along High-Diffusivity Paths and in Nanomaterials / Part VII：

High-diffusivity Paths in Metals / 31：

Diffusion Spectrum / 31.1：

Empirical Rules for Grain-Boundary Diffusion / 31.3：

Lattice Diffusion and Microstructural Defects / 31.4：

Grain-Boundary Diffusion / 32：

Grain Boundaries / 32.1：

Low-and High-Angle Grain Boundaries / 32.2.1：

Special High-Angle Boundaries / 32.2.2：

Diffusion along an Isolated Boundary (Fisher Model) / 32.3：

Diffusion Kinetics in Polycrystals / 32.4：

Type A Kinetics Regime / 32.4.1：

Type B Kinetics Regime / 32.4.2：

Type C Kinetics Regime / 32.4.3：

Grain Boundary Diffusion and Segregation / 32.5：

Atomic Mechanisms of Grain-Boundary Diffusion / 32.6：

Dislocation Pipe Diffusion / 33：

Disloction Pipe Model / 33.1：

Solutions for Mean Thin Layer Concentrations / 33.2：

Diffusion in Nanocrystalline Materials / 34：

Synthesis of Nancrystalline Materials / 34.1：

Powder Processing / 34.2.1：

Heavy Plastic Deformation / 34.2.2：

Chemical and Related Synthesis Methods / 34.2.3：

Devitrification of Amorphous Precursors / 34.2.4：

Diffusion in Poly - and Nanocrystals / 34.3：

Grain Size and Diffusion Regimes / 34.3.1：

Effective Diffusivities in Poly - and Nanocrystals / 34.3.2：

Diffusion in Nanocrystalline Metals / 34.4：

Structural Relaxation and Grain Growth / 34.4.1：

Nanomaterials with Bimodal Grain Structure / 34.4.3：

Grain Boundary Triple Junctions / 34.4.4：

Diffusion and Ionic Conduction in Nanocrystalline Ceramics / 34.5：

Index

History and Bibliography of Diffusion / 1：

Pioneers and Landmarks of Diffusion / 1.1：

References

Bibliography of Solid-State Diffusion / 1.2：

Fundamentals of Diffusion / Part I：

Continuum Theory of Diffusion / 2：

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