拡散電流と拡散電流密度

拡散流は、濃度差によって、対象とする断面積を時間当たりに輸送される物質量を表します。関連する拡散流密度は、面積単位に関するこの量を表します。単純な一次元の場合、フィックの第一法則によれば、以下の式が成立します。

J = − D⋅ dc/dx

• J：拡散電流密度（例：平方メートルあたり秒あたりのモル数）
• D：拡散係数
• c: 集中力
• dc/dx：拡散方向における濃度勾配

マイナス記号は、拡散流が常に濃度減少の方向に向かうことを示しています。有限面積 A について、拡散流の総量は次のように求められます。

n˙ = J⋅ A

n˙ は、単位時間あたりに面積を拡散する物質量です。

固体および粉末の拡散では、拡散係数が非常に小さいため、技術的な時間枠では、結果として生じる拡散流は通常、ごくわずかです。これらは、流体が細孔、毛細管、または表面で、粉末や多孔質の凝集物の中で再分配される、水分、溶剤、ガスなどの迅速に拡散する相として存在する場合に重要になります。