菲茨基语的主要区别(main difference fickian) vs. 非fickian扩散(non fickian diffusion)

扩散是分子从高浓度区域向低浓度区域的运动。换句话说，分子通过浓度梯度运动。因此，影响浓度梯度的因素也会影响扩散。然而，在固体物质如聚合物中发生的扩散与液体和气体的扩散有很大的不同。菲克定律是一组方程组，可以用来解释固体中的扩散。菲奇安扩散和非菲克钦扩散是用Fick定律描述的两种扩散形式。菲克钦扩散服从菲奇安定律，而非菲克钦扩散不服从菲奇安定律。菲奇安扩散与非菲克钦扩散的主要区别是边界的存在或不存在；菲克亚扩散没有边界，而非菲克钦扩散有一个尖锐的边界，将高度膨胀区与干燥、玻璃化区域分开。

覆盖的关键领域

1.Fick定律是什么？解释，第一定律，第二定律2.什么是菲奇安扩散——定义，解释3.什么是非菲奇安扩散-定义，不同类型4.菲奇安扩散与非菲奇安扩散的区别是什么？关键差异比较

关键词：扩散，扩散率，菲克扩散，菲克第一定律，菲克第二定律，非菲克扩散，应力，膨胀

什么是菲克定律(fick’s laws)？

Fick扩散定律是由Adolf Fick于1855年提出的，这些定律给出了扩散的最简单描述。下面给出了两个菲克定律。

1. 通过材料单位面积的摩尔通量与浓度梯度成正比。
2. 浓度随时间的变化而变化，随位置的变化而变化。

菲克第一定律

根据菲克第一定律，通过单位面积物质的摩尔通量（溶质流）与浓度梯度成正比。这里，比例常数称为扩散系数。扩散是成分在浓度梯度上从高浓度向低浓度的移动。这是菲克第一定律的简单概念。这个定律可以用一个数学方程来表示：；

J=-D（Dϕ/（dx）

J为扩散通量；它的维数是单位时间内单位面积上的物质量；因此单位为mol m−2秒−1.

D是扩散系数。它也被称为扩散率。这个组件的尺寸是单位时间的面积；因此单位为m2/s。

Φ 是浓度。单位为mol/m3。

x是溶质的位置。此组件的尺寸是长度。以m为单位。

扩散系数与下列因素成正比。

• 扩散粒子的平方速度
• 温度
• 流体的粘度
• 颗粒大小

菲克第二定律

菲克第二扩散定律用于预测扩散发生时浓度随时间的变化。根据菲克第二定律，浓度随时间的变化而变化，随位置的变化而变化。它由下面的偏微分方程给出。

δϕ/δt=Dδ2ϕ/δx2个

ϕ 是浓度（取决于时间和位置的维度（x））。

t是时间（由s表示）

D是扩散系数。

X是位置（由长度尺寸给出）。

给出了一维扩散的上述方程。对于二维或多维，给出了更复杂的方程。

什么是菲茨克扩散(fickian diffusion)？

在气体和液体中，扩散不会产生应力场。但在固体中，由于溶胀渗透剂的存在，会产生特殊的应力。这种应力甚至会导致裂纹，也就是说，会引起形态变化。然后这些膨胀和应力场会影响扩散。膨胀和应力的影响可能是：

• 通过形态变化
• 通过溶解度变化
• 通过改变扩散率（取决于应力）
• 通过磁通量的应力依赖性。

Fickian扩散的一个基本标准是，表面浓度在条件改变时立即达到平衡值，并在吸附过程中保持不变。例如，在树脂基体系统中，表面的聚合物链段必须瞬间达到饱和。

对于液体通过玻璃态聚合物的传输，很少观察到菲茨基扩散。如果质量吸收M最初可以表示为，

M=千吨

t是时间，k和n是菲克扩散常数，n=½.

什么是非fickian扩散(non fickian diffusion)？

非Fickian扩散是指在不遵守Fick扩散定律的情况下发生的扩散。1946年，在法拉第学会关于膨胀和收缩的讨论中，非菲茨克扩散的概念被提出。这一概念表明，在某些聚合物体系中，膨胀区和未膨胀区之间存在着随时间线性移动的尖锐边界。大约20年后，Alfrey将其命名为“案例II扩散”，现在被认为是一种非费克扩散。有四种类型的非菲茨克扩散如下所示。

1. 经典扩散
2. 乙状窦扩散
3. 案例二扩散
4. 两步扩散

如果质量吸收M最初可以用，

M=千吨

t是时间，k和n是常数，那么可以预测如下。

• S形（异常）扩散的n值可由下式给出：½ < n<1。
• 情况II扩散的n值为1。

Figure 1: Molecular Diffusion

非fickian扩散的特征

• 把高度膨胀的区域与干燥的玻璃状区域分开的尖锐的边界
• 尖锋以恒定的速度进入聚合物，导致吸收的流体量随时间线性增加
• 在锋面前方的干燥地区存在一个小的菲茨克前驱体
• 存在一个初始诱导时间，在此期间，在薄膜表面附近建立了尖锐的边界。

菲茨基语(fickian)和非fickian扩散(non fickian diffusion)的区别

定义

Fickian扩散：Fickian扩散是一种遵循Fickian定律的扩散形式。

非Fickian扩散：非Fickian扩散是任何不遵守Fickian定律的扩散形式。

质量吸收方程中的n值

Fickian扩散：对于Fickian扩散，n=½ 在质量吸收方程中。

非Fickian扩散：sigmoidal（反常）扩散的n值可由下式给出：½ &书信电报；n&lt；对于第二种情况，n的扩散值为1。

边界的存在

Fickian扩散：在Fickian扩散中没有观察到边界。

非Fickian扩散：在非Fickian扩散中可以观察到一个尖锐的边界，将高度膨胀的区域与干燥的玻璃状区域分开。

尖锋运动

菲茨基扩散：菲茨基扩散中不存在锐锋。

非费克扩散：非费克扩散的锋面以恒定的速度进入聚合物，导致吸收的流体量随时间线性增加

结论

Fickian扩散和非Fickian扩散是扩散的两种形式。菲克扩散可以用菲克定律来解释，但不能用非菲克扩散来解释。Fickian扩散与非Fickian扩散的主要区别在于Fickian扩散服从Fickian定律，而非Fickian扩散不服从Fickian定律。

引用

1.“粘弹性（非菲茨克）扩散”，《加拿大化学工程杂志》，第83卷，2005年12月，第913-915页，可在此处查阅多物理百科全书〉COMSOL，可在这里找到。3菲克的扩散定律〉，《维基百科》，维基媒体基金会，2018年1月22日，可在此查阅。 2.“多物理百科全书”COMSOL， 3.“菲克扩散定律”，维基百科，维基媒体基金会，2018年1月22日，