Thermal diffusion of antimony and ruthenium in silver

✍ Scribed by W. Biermann; D. Heitkamp; T.S. Lundy

• Publisher: Elsevier Science
• Year: 1965
• Weight: 970 KB
• Volume: 13
• Category: Article
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(65)90156-2

✦ Synopsis

The thermal-gradient redistribution of antimony and ruthenium in very dilute solid solutions in silver was investigated by radioactive tracer techniques. The concentration of antimony increased considerably at the hot side of the specimens and decreased at the cold side. The steady-state concentration was given by a straight line on a plot of the logarithm of the antimony concentration versus the reciprocal absolute temperature. The redistribution can be described by an unusually large negative heat of transport Q* = ( -29 5 3) kcal/mole. The kinetic treatment of Wirtz can explain the data if it is assumed that most of the activation energy for migration of antimony atoms is necessary to open up the vacancy into which the atom jumps. This treatment, however, allows a very wide variation in the predicted heat of transport. The concentration profile for ruthenium in silver annealed under a temperature gradient was quite different from any redistribution that could be explained by thermal diffusion alone. No heat of transport could be calculated from the ruthenium distribution. DIFFUSION THERMIQUE DE L'ANTIMOINE ET DU RIJTHENIUM DANS L'ARGENT Les auteurs ont etudie la redistribution de l'antimoine et du ruthenium en solution solide tres diluee dans l'argent, sous l'effet d'un gradient de temperature, en utilisant la technique des radiotraceurs. La concentration de l'antimoine augmentait fortement du c6te chaud de l'echantillon et decroissait du cot& froid. La concentration en regime correspondait Q une droite, dans un graphique oh le logarithme de 1~ teneur en antimoine Btait portee enfonction de l'inverse de la temperature absolue. La redistribution peut Btre d&rite Q l'aide d'une chaleur de transfert negative anormalement 61evee Q* = ( -29 i 3) kcal/mole. Le traitement cinetique de Wirtz peut expliquer les resultats experimentaux si l'on admet que la plus grande partie de l'energie d'activation pour la migration des atomes d'antimoine est utilide 8, ouvrir la lacune dans laquelle saute l'atome migrant. Toutefois, ce traitement permet une t&s large variation dans la prediction de la chaleur de transfert. Le profil des concentrations du ruthenium dens l'argent recuit sous un gradient de temperature Btait tout a fait different de n'importe quelle redistribution susceptible d'etre expliquee par la seule diffusion thermique. Aucune chaleur de transfert n'a pu 6tre calculee 8, partir de la distribution du ruthenium. THERMODIFFUSION VON ANTIMON UND RUTHENIUM IN SILBER Die Verteilung von Antimon und Ruthenium in sehr geringer Konzentration in Silber in einem Temperaturgradienten wurde mit Hilfe radioaktiver Indikatoren untersucht. Die Experimente zeigten eine betriichtliche Anreicherung des Antimons auf der heissen Seite der Probe und eine Abnahme auf der kalten Seite. In einer logarithmischen Auftragung der Konzentration gegen die reziproke absolute Temperatur ergibt die Gleichgewichtskonzentration eine Gerade. Die Verteilung wird durch eine ungewijhnlich grosse, negative Transportwarme Q * = (-29 f 3) kcal/Mol beschrieben. Dieses Ergebnis kann mit Hilfe des kinetischen Modelles von Wirtz erkliirt werden, wenn man annimmt, dass der grosste Teil der Aktivierungsenergie der Wanderung der Antimonatome zur Vorbereitung der Umgebung der Leerstelle benutzt wird, in die das Atom springt. Der Konzentrationsverlauf des Ruthenium5 in Silber nach der Diffusion im Temperaturgradienten ergab eine Verteilung, die nicht durch Thermodiffusion allein erkliirt werden konnte. Es war nicht moglich, eine Transportwarme fur Ruthenium zu berechnen.