擴散與固相反應ppt課件(已修改)
2025-05-11 02:28 本頁面
【正文】 第六、七章 擴散與固相反應 習題課 第五章、第六章習題課 擴散的動力學方程 擴散的熱力學方程 擴散機制和擴散系數(shù) )1(iiiiLn NLnK TBD???? ?)2/e x p (.0 RT HHDD fm ?????)e x p (.0 RTHDD m???空位擴散機制： 間隙擴散機制： 一般形式： D＝ D0exp(－ ?G/RT) 固相中的擴散 E F LnD 1/T RHH m 3/0????RHm??RHH fm 2/???? (本征擴散 ) (非化學計量擴散 ) (非本征擴散或雜質擴散 ) 固相反應的動力學方程 tKGGF 0310 )1(1)( ????tGGF 1321 K1)1()( ＝－－??化學動力學范圍： 擴散動力學范圍： tKGGF JJ ????231])1(1[)(tKGGGF KK ????? 32)1(321)(擴散 ? 1非穩(wěn)定擴散： 擴散過程中任一點濃度隨時間變化。 ? 穩(wěn)定擴散 ：擴散質點濃度分布不隨時間變化。 ? 2 無序擴散： 無化學位梯度、濃度梯度、無外場推動力，由熱起伏引起的擴散。質點的擴散是無序的、隨機的。 ? 3互擴散： 多元系統(tǒng)往往存在著幾種離子同時進行的擴散 ，有濃度差的空間擴散 稱為互擴散。 互擴散推動力： 化學位梯度。 ? 4 間隙擴散： 質點沿間隙位置擴散。 ? 5 本征擴散： 主要出現(xiàn)了肖特基和弗蘭克爾點缺陷，由此點缺陷引起的擴散為本征擴散（空位來源于晶體結構中本征熱缺陷而引起的質點遷移）。 非本征擴散： 空位來源于摻雜而引起的質點遷移。 ? ： J=Ddc/dx，菲克第一定律應用于穩(wěn)定擴散 菲克第二定律： dc/dt=Dd2c/dx2，菲克第二定律應用于非穩(wěn)定擴散。 ? 根據(jù)擴散的熱力學理論，擴散的推動力是 化學位梯度 ，而發(fā)生逆擴散的條件是 熱力學因子小于零 。 ? 8 本征擴散是由 （） 而引起的質點遷移，本征擴散的活化能由 （） 和 （） 兩部分組成，擴散系數(shù)與溫度的關系式為：（）。 （ A）空位來源于晶體結構中本征熱缺陷，（ B）空位形成能，（ C）空位遷移能，（ D） D=D0exp[Q/(RT)] 9正擴散和逆擴散 ? 正擴散： 當熱力學因子 0時，物質由高濃度處流向低濃度處，擴散結果使溶質趨于均勻化， Di0。 逆擴散： 當熱力學因子 0時，物質由低濃度處流向高濃度處，擴散結果使溶質偏聚或分相， Di0。 ? 10 簡述固體內粒子的遷移方式有幾種 ? 易位，環(huán)轉位，空位擴散，間隙擴散，推填式。 ? 1濃度梯度是擴散的推動力，物質總是從高濃度處向低濃度處擴散 。 ? ? 解：在 KCl晶體中摻入 105mo1％ CaCl2，缺陷方程為： ? 則摻雜引起的空位濃度為 ? 欲使擴散以熱缺陷為主，則 ? 即 ? 即
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