Phase Formation and the Kirkendall Effect Kinetics during Solid State Reactions

Abstract

In the article it was proved theoretically and experimentally that the interface curvature can either accelerate or slow down the diffusion phase layer growth in cylindrical and spherical samples and the Kirkendall shift when compared with a planar sample depending on the average phase concentration only. It is shown that internal stress, arising due to dilatation during phase growth, can either accelerate or slow down the growth in addition to the above-mentioned effect, depending on the difference in mobilities of different atoms within each phase and independently on the sign of dilatation.

У статті доведено теоретично та підтверджено експериментально, що кривизна міжфазної границі може як пришвидшувати, так і уповільнювати дифузійне утворення шарів фаз у циліндричних та сферичних зразках та зміщення Кіркендалла в залежності лише від середньої концентрації однієї з речовин. Додатково впливати на кінетику можуть також внутрішні механічні напруги, які виникають у процесі фазоутворення.