固体中原子的扩散.pdf
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固体中原子的扩散.ppt
* * 6.应力和磁性 应力: (1)? 合金内存在应力场、应力提 供驱动力F。应力升高、F升高。 V=B·F V升高 (2)? 外界施加应力,在合金中产生弹性应力梯度,促进原子迁移。 磁性: 具有磁性转变的金属在铁磁性状态下的比顺磁性状态下扩散慢,D小一些。 * * 4.7 扩散的类型 4.7.1 根据扩散过程中是否发生浓度变化分类: 1.自扩散（Self—diffusion） 纯物质晶体中的扩散。自扩散在扩散过程中不伴有浓度变化的扩散,与浓度梯度（concentration gradientd）（dρ/dx）无关,与热振动有关
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第7章固体材料中的原子扩散.ppt
第七章固体材料中的原子扩散; 第一节 扩散 定律;说明;菲克第一定律 ;菲克第二定律 引言;菲克第二定律 引出;菲克第二定律 微分方程;菲克第二定律 微分方程标准型;半无限长棒中的扩散模型 ;扩散方程的误差函数解 ;扩散方程的误差函数解;扩散方程的误差函数解;半无限长棒扩散方程的误差函数解;高斯误差函数;无限长棒中的扩散模型 ;无限长棒扩散方程的误差函数解;扩散方程的误差函数解应用例一 ;扩散方程的误差函数解应用例二;第二节 扩散的微观机制 ;原子热运动和扩散系数的关系;原子热运动和扩散系数的关系;间隙扩散机制;间隙扩散机制（2）;间隙扩散中的几率P;间隙扩散
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固体中原子的扩散.pptx
4/19/20251第四章
固体中原子及分子的运动
概述4/19/20252扩散(diffusion)原子或分子的迁移现象称为扩散。扩散的本质是原子依靠热运动从一个位置迁移到另一个位置。扩散是固体中原子迁移的唯一方式。扩散现象和本质柯肯达尔效应（kirkendalleffect）激活能（activationenergy）跃迁（jumpmigration）醉步(无规则行走)（Randomwalk）
二、固态金属扩散的条件由于固态金属中原子间结合力比气体、液体大得多，其扩散也不易、需具备下列条件才能扩散:1、温度（T）要足够高只有T足够高，才能使原子具有足够的激活能，足以克服周围原子的束缚而发生迁
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第七章固体材料中的原子扩散报告.ppt
4．固溶体类型：间隙原子扩散激活能小于置换式原子扩散激活能，扩散易进行。 5．扩散元素性质：扩散原子与溶剂金属差别越大，扩散系数越大，差别指原子半径、熔点、固溶度等 6．扩散元素浓度 溶质扩散系数随浓度增加而增大 相图成分与扩散系数的关系，溶质元素使合金熔点降低，D增加，反之，D降低 7．第三元素（或杂质）影响 如：碳在r-Fe中扩散系数 碳与合金元素亲和力有关 a.形成稳定碳化物， 如W、Mo、Cr等，降低碳的扩散系数 b. 形成不稳定碳化物， 如Mn，对碳的扩散影响不大 c.不形成碳化物元素， 影响各不相同，如：Co、Ni可提高C的扩散， 而Si则降低碳的扩散。
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固体材料中的原子扩散机制、扩散系数及影响因素解析.ppt
7.2 扩散的微观机制 多晶体金属中扩散路径 晶体点阵中的各种扩散途径 扩散机制 均匀固溶体中三种最基本的扩散机制 7.2.1 扩散的交换机制 扩散的交换机制 交换机制很难出现 7.2.2 扩散的间隙机制 原子在点阵的间隙位置间跳跃而导致的扩散 间隙扩散时间隙原子跃迁所需能量示意图 间隙扩散 根据Maxwell-Boltzman分布定律，在N个间隙原子中，在温度T时，自由能大于G2的数目n2为 间隙扩散 ΔG=G2-G1 =ΔH-T·ΔS=ΔE-T·ΔS，原子跃迁几率P=e(-ΔG/RT)，所以 7.2.3 空位机制扩散 空位总会存在，存在空位使熵增加 扩散需要能量－扩散
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固体化学固体中的扩散.ppt
*由扩散第一定律可知，单位时间内氧气泄漏量：式中，D和分别为氧分子在钢罐壁内的扩散系数和浓度梯度。对上式积分得：式中，c2和c1分别为氧气分子在球罐外壁和内壁表面的溶解浓度第127页,共135页，2024年2月25日，星期天*根据Sievert定律：双原子气体分子在固体中的溶解度通常与压力的平方根成正比：于是可得，单位时间内氧气泄漏量：第128页,共135页，2024年2月25日，星期天*在不稳定扩散中，典型的边界条件可分成两种情况，它们对应于不同扩散特征的体系。（2）不稳定扩散第129页,共135页，2024年2月25日，星期天*一种情况是扩散长度远小于扩散体系的尺度，故可引入无限大或半无限
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固体化学 固体中的扩散.ppt
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固体中的扩散与烧结.pdf
第五章固体中的扩散
第一节 引 言
第二节 固体扩散机制与扩散系数
第三节 影响扩散系数的因素
西南科技大学廖其龙
西南科技大学廖其龙
第一节 引 言
扩散是由于大量原子的热运动引起的物质
的宏观迁移。
扩散的分类
扩散的推动力
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第6章气体在固体中的溶解与扩散.pdf
气体在固体中的溶解和扩散
气体在固体中的溶解和扩散
气体分子的溶解与渗透
�气体分子的溶解与渗透
气气体体分分子子的的溶溶解解与与渗渗透透
溶 解 由两种或两种以上物质所组成的均匀体系叫做 溶体 。溶体中含量较多的成分称
� 溶 解 由两种或两种以上物质所组成的均匀体系叫做 溶体 。溶体中含量较多的成分称
溶溶 解解 由由两两种种或或两两种种以以上上物物质质所所组组成成的的均均匀匀体体系系叫叫做做 溶溶体体 。。溶溶体体中中含含量量较较多多的的成成分分称称
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固体中的扩散概要.ppt
3.1扩散定律及其应用 菲克第一定律 D称为扩散系数(m2/s)，C为扩散物质(组元)的体积浓度(原子数/m3或kg/m3)，dC/dx为浓度梯度，–号表示扩散方向为浓度梯度的反方向，即扩散组元由高浓度区向低浓度区扩散。扩散通量J的单位是kg / m^2·s。 3.1扩散定律及其应用 菲克第二定律 C为扩散物质的体积浓度(kg/m^3),?t为扩散时间(s),?x为距离(m)。实际上，固溶体中溶质原子的扩散系数D是随浓度变化的，为了使求解扩散方程简单些，往往近似地把D看作恒量处理。 扩散微观理论与机制 一、换位机制 这是一种提出较早的扩散模型， 该模型是通过相邻原子间直接调换位 置的方式进
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四固体材料中的扩散.doc
第四章 固体材料中的扩散
Chapter4 The Diffusion in Solid Materials
作业1： Which type of diffusion do you think will be easier (have a lower activation energy)?
a. C in HCP Ti
b. N in BCC Ti
c. Ti in BCC Ti
Explain your choice.
Solution:
A and b are interstitial solid solutions, but c is a substitutional solid so
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第8章 固体的扩散与表面化学.pdf
第八章 固体的扩散与表面化学
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8.1 引 言
人们对于扩散并不陌生，如气体的扩散。
同样在固体中也存在有原子的输运和不断混合的
作用。但固体中原子的扩散要比气体中原子的扩散慢
得多。这主要是由于固体中原子之间有一定的结构和
很大的内聚力的原故。
扩散现象是由于物质中存在浓度梯度、化学势梯
度、温度梯度和其它梯度所引起的杂
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扩散与原子的随机行走.pdf
二、扩散与原子的随机行走 （random walks）
• 晶体在扩散过程中的原子迁移是一种随机行走现象
• 在某一时刻，大部分原子作振动，个别原子作跳动
• 对某一个原子，大部分时间在作振动，某一时刻作跳动。
晶体中的扩散过程是原子在晶体中无规则跳动的结果
原子的无规则跳动与原子宏观位移的关系：
统计学方法
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【2017年整理】十原子扩散.doc
第十章 原子扩散
1、 简要说明影响溶质原子在晶体中扩散的因素。
2、Ni板与Ta板中有0.05mm厚MgO板作为阻挡层，1400℃时Ni＋通过MgO向Ta中扩散，此时Ni＋在MgO中的扩散系数为D=9×10－12cm2/s，Ni的点阵常数为3.6×10－8cm。问每秒钟通过MgO阻挡层在2×2cm2的面积上扩散的Ni＋数目，并求出要扩散走1mm厚的Ni层需要的时间。
3、对含碳0.1％齿轮气体渗碳强化，渗碳气氛含碳1.2％，在齿轮表层下0.2cm处碳含量为0.45%时齿轮达到最佳性能。已知铁为FCC结构，C在Fe中的D0＝0.23，激活能Q＝32900cal/mol，误差函数如表10－
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材料中的原子扩散-edit3.ppt
第六章 材料中的扩散 扩散对于材料的加工过程具有重要影响 材料中的原子扩散 扩散：物质中原子或分子由于热运动而进行的一种迁移过程 传质的方式：对流和扩散 扩散是固体中物质传输的唯一方式 扩散现象 主要内容： 扩散的基本规律 扩散的微观机制 扩散的驱动力 影响扩散的因素 扩散第一定律（Fick) 定律内容：在稳态扩散条件下，单位时间内通过垂直于扩散方向某一截面积的扩散物质流量（扩散通量）与该截面处的浓度梯度成正比 数学表达： 扩散定律适用条件 1 菲克(Fick A)第一定律 （2）表达式：J=-D(dc/dx)。（C－溶质原子浓度；D-扩散