拡散

拡散とは、原子、分子、またはイオンが熱運動の結果として濃度差を均等化する物理的輸送プロセスです。粒子はその過程で統計的にあらゆる方向に移動しますが、純粋には濃度が高い場所から低い場所へと移動します。その結果生じる拡散流 JJ は、最も単純なケースでは、フィックの第一法則で説明することができます。

J= − D · dc/dx

• J は物質フローを表します。
• D は拡散係数を表します。 
• dc/dx は濃度勾配を表します。 

• マイナス記号は、流れが常に濃度の低い方向に向かっていることを示しています。

   

D∝ T^(3/2) / (p · M^(1/2))

• D：拡散係数
• T: 絶対温度
• p: 印刷
• M: 関与するガスの（実効）モル質量

温度が高く、媒体の粘度が低いほど、拡散係数 DD は大きくなり、濃度平衡はより速く進行します。気体や液体では、DD は固体よりも明らかに大きいため、純粋な固体拡散は非常に遅くなります。実際の固体では、細孔に含まれる流体（水分、溶剤など）が、はるかに大きな拡散係数を持って、観察される物質移動に大きく寄与していることが多いのです。

粉末混合機では、実際の混合プロセスでは機械的な混合が主流で、拡散は副次的な役割しか果たしていません。粉末混合物を長期間保管すると、固体粒子と存在する流体相の両方で拡散プロセスが均質化に寄与したり、水分、香料、有効成分の移動によって製品の品質が変化したりすることがあります。