Длина свободного пробега

При этом наибольшую трудность представляет процесс дегазации для малых давлений молекулярная диффузия. Этот процесс наступает с того момента, когда длина свободного пробега молекулы совпадает со средним размером пор.

Можно оценить давление, при котором наступает молекулярная диффузия на примере молекулы азота. При нормальных условиях (давление 760 Торр, температура 273 К) длина свободного пробега равна 0,6- 107 м. Размеры гранул имеют порядок 104 м. Размеры пор составляют порядок 0,1 от размера гранул. Длина свободного пробега обратно пропорциональна давлению. Следовательно, давление, при котором наступает молекулярная диффузия, приблизительно равно 4,5 Торр.

После достижения указанного давления, что происходит в реальных условиях за относительно короткое время (порядка десятков минут), процесс дегазации существенно замедляется, и дальнейшая дегазация продолжается достаточно долго (десятки часов). Начиная с давления 4,5 Торр взаимные столкновения молекул уже не играют существенной роли, и движения каждой молекулы можно рассматривать независимо.

Для определения коэффициента диффузии рассматривается модель случайного движения молекулы в среде, заполненной упаковкой, гранулометрический состав которой соответствует реальному распределению гранул по размерам в порошке.

Для того чтобы моделировать процесс случайного блуждания молекулы, программа создает структуру порошкового материала, внутри которой прогнозируется трассировка молекул. Ввиду невозможности запомнить все гранулы порошкового материала, которые присутствуют в капсуле, программа расчета генерирует периодическую структуру порошкового материала.

Полученная периодическая структура по размерам присутствующих гранул полностью соответствует гранулометрическому составу рассматриваемого порошка.

Данные о распределении гранул по размерам предоставляются измерительной аппаратурой в виде файла, в котором содержится информация о том, сколько процентов гранул определенного размера присутствует в порошке.