擴(kuò)散與固相反應(yīng)ppt課件(已修改)
2025-05-11 02:28 本頁(yè)面
【正文】 第六、七章 擴(kuò)散與固相反應(yīng) 習(xí)題課 第五章、第六章習(xí)題課 擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)方程 擴(kuò)散的熱力學(xué)方程 擴(kuò)散機(jī)制和擴(kuò)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(kuò)散機(jī)制： 間隙擴(kuò)散機(jī)制： 一般形式： D＝ D0exp(－ ?G/RT) 固相中的擴(kuò)散 E F LnD 1/T RHH m 3/0????RHm??RHH fm 2/???? (本征擴(kuò)散 ) (非化學(xué)計(jì)量擴(kuò)散 ) (非本征擴(kuò)散或雜質(zhì)擴(kuò)散 ) 固相反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程 tKGGF 0310 )1(1)( ????tGGF 1321 K1)1()( ＝－－??化學(xué)動(dòng)力學(xué)范圍： 擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)范圍： tKGGF JJ ????231])1(1[)(tKGGGF KK ????? 32)1(321)(擴(kuò)散 ? 1非穩(wěn)定擴(kuò)散： 擴(kuò)散過(guò)程中任一點(diǎn)濃度隨時(shí)間變化。 ? 穩(wěn)定擴(kuò)散 ：擴(kuò)散質(zhì)點(diǎn)濃度分布不隨時(shí)間變化。 ? 2 無(wú)序擴(kuò)散： 無(wú)化學(xué)位梯度、濃度梯度、無(wú)外場(chǎng)推動(dòng)力，由熱起伏引起的擴(kuò)散。質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散是無(wú)序的、隨機(jī)的。 ? 3互擴(kuò)散： 多元系統(tǒng)往往存在著幾種離子同時(shí)進(jìn)行的擴(kuò)散 ，有濃度差的空間擴(kuò)散 稱為互擴(kuò)散。 互擴(kuò)散推動(dòng)力： 化學(xué)位梯度。 ? 4 間隙擴(kuò)散： 質(zhì)點(diǎn)沿間隙位置擴(kuò)散。 ? 5 本征擴(kuò)散： 主要出現(xiàn)了肖特基和弗蘭克爾點(diǎn)缺陷，由此點(diǎn)缺陷引起的擴(kuò)散為本征擴(kuò)散（空位來(lái)源于晶體結(jié)構(gòu)中本征熱缺陷而引起的質(zhì)點(diǎn)遷移）。 非本征擴(kuò)散： 空位來(lái)源于摻雜而引起的質(zhì)點(diǎn)遷移。 ? ： J=Ddc/dx，菲克第一定律應(yīng)用于穩(wěn)定擴(kuò)散 菲克第二定律： dc/dt=Dd2c/dx2，菲克第二定律應(yīng)用于非穩(wěn)定擴(kuò)散。 ? 根據(jù)擴(kuò)散的熱力學(xué)理論，擴(kuò)散的推動(dòng)力是 化學(xué)位梯度 ，而發(fā)生逆擴(kuò)散的條件是 熱力學(xué)因子小于零 。 ? 8 本征擴(kuò)散是由 （） 而引起的質(zhì)點(diǎn)遷移，本征擴(kuò)散的活化能由 （） 和 （） 兩部分組成，擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系式為：（）。 （ A）空位來(lái)源于晶體結(jié)構(gòu)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(kuò)散和逆擴(kuò)散 ? 正擴(kuò)散： 當(dāng)熱力學(xué)因子 0時(shí)，物質(zhì)由高濃度處流向低濃度處，擴(kuò)散結(jié)果使溶質(zhì)趨于均勻化， Di0。 逆擴(kuò)散： 當(dāng)熱力學(xué)因子 0時(shí)，物質(zhì)由低濃度處流向高濃度處，擴(kuò)散結(jié)果使溶質(zhì)偏聚或分相， Di0。 ? 10 簡(jiǎn)述固體內(nèi)粒子的遷移方式有幾種 ? 易位，環(huán)轉(zhuǎn)位，空位擴(kuò)散，間隙擴(kuò)散，推填式。 ? 1濃度梯度是擴(kuò)散的推動(dòng)力，物質(zhì)總是從高濃度處向低濃度處擴(kuò)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(kuò)散以熱缺陷為主，則 ? 即 ? 即
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