外部拡散

異種拡散とは、固体格子における異種原子の拡散、すなわち、その材料の基本格子に属さない原子の移動を指します。これは、例えば、合金元素やドーパントが金属またはセラミックの基本材料に侵入し、その中に分散する場合に発生します。通常、材料内の 2 つの領域間で異種原子の濃度勾配が生じることで、この現象が引き起こされます。

自己拡散では、同じ種類の原子が自身の格子内で移動するのに対し、異種拡散では、第二の物質の原子が基本格子内で移動します。典型的なメカニズムとしては、格子の空孔を介した位置交換（空孔メカニズム）や、中間格子位置を介した移動（中間格子メカニズム）があります。拡散速度は、温度、格子構造、欠陥密度、および異種原子の濃度プロファイルによって決定されます。

技術的には、合金の熱処理、鋼の浸炭または窒化、半導体のドーピング、または層境界での金属間相の形成などのプロセスにおいて、外部拡散は重要です。制御された外部拡散により、硬度分布、耐食性、導電性、およびその他の材料特性を意図的に調整することができます。