擴(kuò)散與固相反應(yīng)(2)(編輯修改稿)
2025-06-20 01:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。對(duì)于金屬表面的滲碳、滲氮處理來(lái)說(shuō)，金屬外表面的氣體濃度就是該溫度下相應(yīng)氣體在金屬中的飽和溶解度 C0，它是恒定不變的；而對(duì)于真空除氣來(lái)說(shuō)，表面濃度為 0，也是恒定不變的。 Dt4已知一晶體處于鋅蒸氣環(huán)境下，求經(jīng)過(guò) t時(shí)間后，鋅蒸氣在晶體內(nèi)部的濃度。 解：由題可知，這屬于恒定源的不穩(wěn)定擴(kuò)散問(wèn)題，菲克第二定律的初始、邊界條件應(yīng)為 t=0， x ＞ 0， c= ０ ； t ≧ 0， x=0， c= C0 ； 將上述邊界條件代入方程 式中 erf（ β）為誤差函數(shù)，可由表查出。 )2(),( 0Dtxe r fctxc ?22xcDtc?????應(yīng)用： 鋼件滲碳可作為半無(wú)限長(zhǎng)物體擴(kuò)散問(wèn)題處理。進(jìn)行氣體滲碳時(shí)，零件放入溫度約為 930 ℃ 的爐內(nèi)，爐中通以富CO的氣體（如 CH4）或其他碳?xì)浠衔镱悮怏w。來(lái)自爐氣中的 C擴(kuò)散進(jìn)入零件的表面，使表層的含 C量增加。 上式可簡(jiǎn)化為 )2(0 Dtxe r fcc cc s xs ???例 1： 含 %碳的碳鋼在 927℃ 進(jìn)行氣體滲碳。假定表面 C含量增加到 %，試求距表面 的 C含量達(dá) %所需的時(shí)間。已知 D972= 10 11 m2/s 解：已知 cs， x， c0， D， cx代入式得 erf（ β ） = 查表得 erf（ ） =， erf（ ）=，用內(nèi)差法可得 β = 因此， t=8567s= 例 2：滲碳用鋼及滲碳溫度同上，求滲碳 5h后距表面 c含量。 解：已知 c s， x， c0， D， t代入式得 （ % c x ） /%=erf（ ） = c x =% 與例 1比較可以看出，滲碳時(shí)間由 5h，含 %C的碳鋼表面 C含量?jī)H由 %增加到 %。 恒定量擴(kuò)散 邊界條件歸納如下： 求解 22xCDtC?????)4e xp(2),(2DtxDtQtxc ???00
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