钛金属及钛合金材料中的扩散性能有很多优势，几乎所有金属和合金的原子都在室温下结晶或倾向于以密集的结构排列排列，这是由于金属物质中的原子具有很强的结合能力。这种架构决定了当金属组件失效时，修复机制自动响应的快慢程度。因此，可以合理地推断，如果零件的扩散速度足够高，可以运输到它失效的地方，那么就更容易触发自动自愈。

钛金属及钛合金材料分子扩散或通过扩散的物质的原子输运理想地表示为，在浓度梯度dc/dx存在的情况下，参考面单位面积上在相反方向上每秒原子的净通量J(±x)，如菲克第一定律所示:Do (cm2/s的频率因子)，Q (kJ/mol的扩散活化能)和R (8.314510 J/Kmol的气体常数)都是常数，所以唯一的变量是温度T，开尔文；痪浠八，在分布式交换机中，1/T形成一条直线。在钛的情况下，更高的温度诱导所需的热扩散，以增加所需的动能，克服金属物质的结合能。除了金属内部的空晶格位或其他均匀性之外，分子输运还会受到压力、电和磁激活、原子的化学过程和机械搅动的影响。

在钛合金的扩散率研究方面有了一些改进。钛金属及钛合金材料在α相向β相转变时，扩散率发生了一定的变化。对于广泛使用的Ti-6Al-4V合金。目前研究了氧、铝和钒在α和β钛中的扩散系数。在情节的自扩散钛在β相是三个数量级的自扩散速度比α阶段。置换元素的扩散率β相的自扩散可以慢或快于钛。Al为例所示的缓慢扩散元素组的慢扩散元素,其他包括其他合金元素,如V和Sn,接近,和Nb在于Al和莫之间。作为一个例子显示了元素铁的快速扩散图中的元素。而Cr和Mn则位于Fe和β ti自扩散线之间。