2014-02-09
1745
Если с двух сторон стенки, выполненной из однородного материала, имеется перепад давления, то через такую стенку будет иметь место диффузионные поток газа Q, равный:
, (10)
где D – коэффициент диффузии газа в материале стенки, s – растворимость газа в материале стенки, d – толщина стенки, Р1 и Р2 – значения давления газа с двух сторон стенки. Константа n=1 для неметаллов и n=1/2 для двухатомных молекул, диффундирующих в металлах. В Таблице 4 приведены сведения о газопроницаемости различных классов материалов.
Таблица 4.
Газопроницаемость различных материалов.
| Материал | Газопроницаемость |
| Стекло | Наблюдается заметное проникновение гелия, водорода, дейтерия, неона, аргона, кислорода. |
| Металлы | Инертные газы не проникают через металлы. Максимальной способностью к диффузии обладает водород, особенно в палладии и его сплавах. Кислород проникает через серебро и его сплавы. Водород приникает через железо. |
| Полупроводники | Водород и гелий проникают через германий и кремний. Проницаемость инертных газов мала. Скорость проникновения водорода пропорциональна давлению в степени ½. |
| Полимеры | Все газы легко приникают через все полимеры. Скорость проникновения воды сравнительно велика. Скорость диффузии всех газов пропорциональна давлению. |
Кинетика проникновения газа через стенку описывается выражением для потока газа:
|
|
|
, (11)
где с – концентрация газа вблизи внешней поверхности стенки, D коэффициент диффузии газа в материале стенки, d – толщина стенки, t - время. Экспериментально измеряя зависимость потока газа в объем вакуумной камеры, экстраполяция результатов к моменту t=0 позволяет определить коэффициент диффузии газа в материале стенки.
