無機材料科學(xué)基礎(chǔ)11章-14章三章習(xí)題及答案(已修改)
2025-01-27 08:05 本頁面
【正文】 第十一章 擴 散111 名詞解釋（試比較其同）1．無序擴散：原子或離子的無規(guī)則擴散遷移運動發(fā)生在結(jié)構(gòu)無序的非晶態(tài)材料中，稱為無序擴散。晶格擴散：原子或離子在晶體結(jié)構(gòu)中不斷地改變位置而出現(xiàn)由一處向另一處的無規(guī)則遷移運動，稱為晶格擴散。2．本征擴散：不含有任何雜質(zhì)的物質(zhì)中由于熱起伏引起的擴散。非本征擴散：由于雜質(zhì)引入引起的擴散。3．自擴散：一種原子或離子通過由該種原子或離子所構(gòu)成的晶體中的擴散。互擴散：兩種或兩種以上的原子或離子同時參與的擴散。4．穩(wěn)定擴散：是指擴散物質(zhì)的濃度分布不隨時間變化的擴散過程，使用菲克第一定律可解決穩(wěn)定擴散問題。不穩(wěn)定擴散：是指擴散物質(zhì)濃度分布隨時間變化的一類擴散，這類問題的解決應(yīng)借助于菲克第二定律。 112 欲使Mg2+在MgO中的擴散直至MgO的熔點（2825℃）都是非本征擴散，要求三價雜質(zhì)離子有什么樣的濃度？試對你在計算中所作的各種特性值的估計作充分說明。（已知MgO肖特基缺陷形成能為6eV）Mg2+離子在MgO 晶體中以空位機構(gòu)擴散，MgO 中肖特基空位濃度： 式中E 為空位生成能， E=6ev ；MgO的熔點Tm=3098k。故當(dāng) MgO 加溫至靠近熔點（TM=3098k）時肖特基空位濃度為： 因空位擴散機構(gòu)的擴散系數(shù) ，所以欲使在MgO中的擴散直至MgO的熔點均是非本征擴散，應(yīng)使離子產(chǎn)生的遠大于熱缺陷空位離子進入MgO晶格，將發(fā)生下面缺陷反應(yīng)： 因此，雜質(zhì)離子的濃度應(yīng)遠大于兩倍的熱缺陷空位濃度：113 a) T=1145℃, , T=1393℃, , 解得： Q=6045kcal/mol D0=104cm2/secb) 1393℃(1666k) 1716℃(1989k) 1923k(自取) D / 1011 1012 解方程組： 1011=D0exp(Q/1989) 1012=D0exp(Q/1923) 得 Q= D0=105cm2/sec114 在二根金晶體圓棒的端點涂上示蹤原子Au*，并把兩棒端點連接，如圖1116（A）所示。在920℃下加熱100h，Au*示蹤原子擴散分布如圖1116(B）所示，并滿足下列關(guān)系： 為實驗中示蹤原子總量，求此時金的自擴散系數(shù)。設(shè)表面層的飽和濃度為Cs 則或
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