Диффузия

Диффузия — это физический процесс переноса, при котором атомы, молекулы или ионы в результате своего теплового движения выравнивают различия в концентрации. При этом частицы движутся статистически во всех направлениях, но в целом — от высокой концентрации к низкой. Результирующий диффузионный поток JJ в простейшем случае можно описать с помощью первого закона Фика:

J= − D · dc/dx

• J обозначает поток материала
• D обозначает коэффициент диффузии 
• dc/dx обозначает градиент концентрации. 
• знак минус указывает, что поток всегда направлен в сторону уменьшения концентрации

D∝ T^(3/2) / (p · M^(1/2))

• D: коэффициент диффузии
• T: абсолютная температура
• p: давление
• M: (эффективная) молярная масса участвующих газов

Чем выше температура и чем ниже вязкость среды, тем выше коэффициент диффузии DD и тем быстрее происходит выравнивание концентрации. В газах и жидкостях DD значительно выше, чем в твердых телах; поэтому диффузия в чистых твердых телах происходит очень медленно. В реальных твердых телах часто содержащиеся в порах жидкости (например, влага, растворители) с значительно более высокими коэффициентами диффузии вносят существенный вклад в наблюдаемый перенос вещества.

В смесителях для порошков в процессе смешивания преобладает механическое перемешивание, в то время как диффузия играет лишь второстепенную роль. При длительном хранении порошковых смесей процессы диффузии — как в твердых частицах, так и в имеющихся жидких фазах — могут дополнительно способствовать гомогенизации или изменять качество продукта за счет миграции воды, ароматизаторов или активных веществ.