![[5]Ley de Fick y Aplicaciones](https://static.fdocuments.ec/doc/165x107/5572021e4979599169a2fe2b/5ley-de-fick-y-aplicaciones.jpg)
SEGUNDA LEY DE FICK
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SEGUNDA LEY DE FICK. La segunda ley de Fick se utiliza en la difusión no-constante es decir cuando la difusión es en estado no estacionario, en los que el coeficiente de difusión es independiente del tiempo. La segunda ley de Fick establece lo siguiente: dC x dt = d dx ( D dC x dx ) Esta ley establece que la velocidad de cambio de la composición de la muestra es igual al coeficiente de difusión por la velocidad de cambio del gradiente de concentración. La solución de la segunda ley de Fick es: C s −C x C s −C 0 =fer ( x 2 √ Dt ) Dónde: Cs= Concentración superficial del elemento en el gas que difunde dentro de la superficie. Co= Concentración inicial uniforme del elemento en el sólido. Cx= Concentración del elemento a la distancia x de la superficie en el tiempo t. x= Distancia desde la superficie. D= Coeficiente de difusión del elemento soluto que difunde. t= Tiempo. La función error, fer, es una función matemática que existe por definición y se usa en algunas soluciones de la segunda ley de Fick. La función error puede encontrarse en tablas estándar de la misma forma que los senos y cosenos.
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SEGUNDA LEY DE FICK.
La segunda ley de Fick se utiliza en la difusión no-constante es decir cuando la difusión es en estado no estacionario, en los que el coeficiente de difusión es independiente del tiempo.
La segunda ley de Fick establece lo siguiente:
dC xdt
= ddx (D dC xdx )
Esta ley establece que la velocidad de cambio de la composición de la muestra es igual al coeficiente de difusión por la velocidad de cambio del gradiente de concentración. La solución de la segunda ley de Fick es:
C s−C xC s−C0
=fer ( x2√Dt )
Dónde:
Cs= Concentración superficial del elemento en el gas que difunde dentro de la superficie.Co= Concentración inicial uniforme del elemento en el sólido.Cx= Concentración del elemento a la distancia x de la superficie en el tiempo t.x= Distancia desde la superficie. D= Coeficiente de difusión del elemento soluto que difunde. t= Tiempo.
La función error, fer, es una función matemática que existe por definición y se usa en algunas soluciones de la segunda ley de Fick. La función error puede encontrarse en tablas estándar de la misma forma que los senos y cosenos.
APLICACIONES INDUSTRIALES DE PROCESOS DE DIFUSIÓN.
Muchos procesos industriales de fabricación utilizan la difusión en estado sólido. Algunos de los procesos de difusión son:
1- El del endurecimiento del acero por gas de carburación.2- El dopado con impurezas de obleas de silicio para circuitos electrónicos integrados.
ENDURECIMIENTO DEL ACERO POR GAS DE CARBURACIÓN.
Muchos componentes de acero para rotación o deslizamiento, tales como engranajes y ejes, deben tener una superficie dura para resistir el desgaste y un núcleo interno resistente. En la fabricación de componentes de acero tratados con carbono normalmente el componente se fabrica primero en condiciones suaves y entonces, una vez fabricado se endurece su superficie por algún procedimiento de endurecimiento especifico tal como el de gas de carburación. Los aceros carburados son bajos en carbono. Tienen entre un 0.10 y 0.25 % de carbono. Sin embargo, el contenido de la aleación de aceros carburados puede variar considerablemente dependiendo de la aplicación para la cual será utilizado. Algunos componentes típicos carburados
