In α-Eisen ist bei gleicher Temperatur der Diffusionskoeffizient von Kohlenstoff um viele Größenordnungen größer als der von Nickel. Was ist der Hauptgrund?

Lösung: A. Kohlenstoff wandert über Zwischengitterplätze und kann auch ohne benachbarte Leerstelle springen

Kleine Atome wie Kohlenstoff sitzen in den Lücken zwischen den Eisenatomen (Zwischengitterplätzen) und können nacheinander auf benachbarte freie Zwischengitterplätze springen. Da fast alle Zwischengitterplätze frei sind, gibt es viele Sprunggelegenheiten, und auch die Aktivierungsenergie ist klein. Substitutionsatome wie Nickel diffundieren dagegen über den Leerstellenmechanismus, bei dem sie sich nur bewegen können, wenn eine Leerstelle benachbart ist; zur Aktivierungsenergie kommt die Leerstellenbildungsenergie hinzu, sodass die Diffusion viel langsamer ist. Ein Unterschied der Schwingungsfrequenz wegen der Atommasse besteht zwar in gewissem Maß, doch Unterschiede von vielen Größenordnungen lassen sich nur durch den unterschiedlichen Diffusionsmechanismus erklären.