因?yàn)楸趦蓚?cè)的氣體總存在壓差，所以任何壁面材料或多或少地能夠滲透一些氣體。從微觀的角度來(lái)看滲透過(guò)程是按以下步驟進(jìn)行的(如圖14-1所示)：
①氣體原子或分子碰撞到壁面表面;
②吸附;
③吸附時(shí)氣體分子有的能離解成原子態(tài);
④氣體在入射一側(cè)的壁面表層達(dá)到一個(gè)平衡溶解度; 氣體
⑤由于濃度梯度的存在，氣體向壁面的另一側(cè)擴(kuò)散;
⑥氣體原子在壁面的另一側(cè)重新結(jié)合成分子態(tài)(如果存在步驟③時(shí));
⑦解吸和釋出。
一般來(lái)說(shuō)，擴(kuò)散是7個(gè)步驟中z*慢的又是z*關(guān)鍵的步驟，它和滲透與溶解有密切的關(guān)系。只有金屬材料才存在第③、⑥兩個(gè)步驟。譬如，氫氣通過(guò)鐵的滲透過(guò)程是先以分子態(tài)吸附在鐵的表面上，然后由鐵表面的親和力引起氫分子較弱的H--H鍵斷裂，使氫離解成原子態(tài)并透過(guò)鐵，在壁面的另一側(cè)重新結(jié)合成分子態(tài)氫。
從理論上可推導(dǎo)出：
對(duì)于不產(chǎn)生離解的分子態(tài)滲透(如氦對(duì)玻璃的滲透)，有q= KA△p/d (14-3)
對(duì)于雙原子氣體分子離解后的原子態(tài)滲透(如，氫對(duì)金屬的滲透)，有
式中 q-氣體透過(guò)固體壁面的滲透速率;
△p-壁兩側(cè)的氣壓差;
d-壁厚;
A-壁的面積;
K-某種氣體對(duì)某種固體的滲透系數(shù)。
K值與氣體一固體配偶的性質(zhì)有關(guān)。只要知道滲透系數(shù)K，就可以根據(jù)該材料的壁厚d、壁的面積A、壁兩側(cè)的氣壓差，由(14-3a)式求得滲透速率。所以，K是非常重要的滲透參數(shù)。
K的單位有下述幾種：
①[ cm²/s]——與擴(kuò)散系數(shù)的單位一致，形式簡(jiǎn)單，但物理意義不夠明確。
②[ cm³(STP)/(crn²·s.Pa·mm^-l)]——每毫米厚的材料，在每帕的壓差下，每秒通過(guò)每平方厘米面積的滲透氣量，氣量用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(即，0℃.10^5Pa。一般用英文縮寫STP表示)下的立方厘米數(shù)來(lái)表示。此單位形式比較復(fù)雜，但物理意義比較明確。
滲透系數(shù)K、擴(kuò)散系數(shù)D、溶解度S之間存在以下關(guān)系K= DS (14-4)
式中 D-氣體在固體中的擴(kuò)散系數(shù)[ cm²/S];
S-氣體在固體中的溶解度[cm³(STP)/(crn²·s.Pa];表示在壓力為1×10^5Pa的平衡條件下，單位體積的固體材料中所溶解的氣體體積數(shù);
K-滲透系數(shù)[ cm²/S]或[ cm³(STP)/·mm/cm·s·Pa];
擴(kuò)散系數(shù)、溶解度、滲透系數(shù)這三個(gè)參數(shù)都是溫度的指數(shù)函數(shù)
在實(shí)際應(yīng)用中常常要估算壁面的一側(cè)處于大氣壓時(shí)的滲透速率，為此還應(yīng)對(duì)大氣成分有定量的了解。表14-1給出了標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的大氣成分。
