Self-diffusion in pure metals

Measurements of the temperature, mass and pressure dependence of the self-diffusion coefficient have proved to be particularly valuable in determining the mechanism of diffusion. The interpretation of these data in terms of diffusion by monovacancies and divacancies has, in general, been successful and has provided information on the properties of these intrinsic defects. In the present review we first develop in some detail the equations that relate defect properties to measurable diffusion parameters for use in this and the following papers. Diffusion in selected pure metals is then reviewed. The potential errors inherent in relating high-temperature diffusion data over a limited temperature range to properties of monovacancies are demonstrated for a number of metals. The magnitude of the temperature dependence of defect properties is not well known, which increases our uncertainty in divacancy properties but has less effect on monovacancy properties deduced from tracer-diffusion measurements. Les mesures des coefficients d'auto-diffusion en fonction de la température de la masse et de la pression se sont révélées particulièrement valables pour déterminer le mécanisme de la diffusion. L'interprétation de ces données en termes de diffusion par monolacunes et bilacunes a été, en général couverte de succès et a fourni des informations sur les propriétés de ces défauts intrinsèques. Dans la présente revue d'ensemble, nous développons d'abord en détail les quations qui relient les propriétés des défauts aux paramètres de diffusion mesurables pour utiliser ces relations dans ce travail et les suivants. La diffusion dans des métaux purs sélectionnés est alors passée en revue. Les erreurs potentielles inhérentes aux données de diffusion à haute température pour corréler ces données sur un domaine limité de températures aux propriétés des monolacunes sont démontrées pour un certain nombre de métaux. L'importance de l'interdépendance des prorpiétés des défauts et de la température n'est pas bien connue, ce qui augmente notre incertitude sur les propriétpes des bi-lacunes mais a moins d'effet sur les propriétés des monolacunes déduites des mesures de diffusion par les traceurs. Messungen zur Temperatur-, Masse- und Druckabhängigkeit des Selbstdiffusionskoeffizienten weisen auf den besonderen Wert bei der Bestimmung des Diffusionsmechanismus hin. Die Deutung dieser Daten durch Diffusion über Einzel- und Doppelleerstellen ist im allgemeinen erfolgreich und gibt Kenntnis über die Eigenschaften dieser eigenfehlgeordneten Defekte. In der Übersicht werden zunächst die Gleichungen, die die Defekteigenschaften mit den messbaren Diffusionsparametern korrelieren, zur Anwendung in dieser und den folgenden Arbeiten im Detail entwickelt. Die Diffusion in ausgewählten reinen Metallen wird dann zusammenfassend dargestellt. Die möglichen Fehler, die mit der Zuordnung von Diffusionsdaten bei hohen Temperaturen in einem begrenzten Temperaturbereich zu den Eigenschaften von Einzelleerstellen verbunden sind, werden für einige Metalle aufgezeigt. Die Höhe der Temperaturabhängigkeit der Defekteigenschaften ist nicht genau bekannt, wodurch die Unsicherheit über die Eigenschaften der Doppelleerstellen anwächst, was aber einen geringeren Einfluss auf die Eigenschaften der Einzelleerstellen hat, die aus Messungen der Tracer-Diffusion abgeleitet werden.