材料科學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)擴(kuò)散現(xiàn)象與擴(kuò)散方程(編輯修改稿)
2024-11-14 16:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 C2，則距表面 x處的碳濃度即可用上述解。 下頁 后退 ，常規(guī)定碳濃度作為滲碳層的界限， 令此給定值為 C0，距表面為 x處，則： ?????????Dtxe r fCCCC2)( 211?????????Dtxe r fCCCC2)( 02110?????????Dtxe r fCCCC22101即：式中左邊為已知量，查表 71，反查求得 的數(shù) 值，設(shè) ,則滲碳層厚度： Dtx20??Dtx 2/0Dtx ?2?表明滲層厚度與滲碳時(shí)間及擴(kuò)散系數(shù) D的平方根成正比。 下頁 后退 例題 有一 20鋼齒輪氣體滲碳，滲碳層的溫度是 927℃ ，爐內(nèi)滲碳?xì)夥湛刂剖构ぜ砻婧剂?ωc為%，試計(jì)算距表面 含碳量 ωc達(dá)到 %時(shí)所需的時(shí)間。假定碳在 927 ℃ 時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)為 D= 10–11 –1 下頁 后退 返回 第二節(jié) 擴(kuò)散機(jī)制 一、擴(kuò)散的微觀機(jī)制概述 空位機(jī)制 間隙機(jī)制 自間隙機(jī)制 原子躍遷的距離： 二、互擴(kuò)散和柯肯達(dá)爾效應(yīng) rtR ?? 由于原始界面的移動(dòng)，界面移向原子擴(kuò)散速率較大的一方，這種現(xiàn)象稱為 柯肯達(dá)而效應(yīng) 。 下頁 后退 三、擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算： ??? 2?D— 原子的跳動(dòng)頻率，取決與原子本 性和溫度。 ?— 跳遷方向幾率 ?— 躍遷距離 ?后退 下頁 四、 擴(kuò)散激活能 間隙擴(kuò)散激活能 空位擴(kuò)散激活能 D0 — 擴(kuò)散常數(shù) — 間隙擴(kuò)散激活能。代表間隙擴(kuò)散時(shí)間隙溶質(zhì)原子跳動(dòng)所需的額外內(nèi)能 —空位形成能 ?????? ??? KT EDD e x p0?????? ??? KT EDD e x p0E?fE?● 下頁 后退 ● 置換型溶質(zhì)的擴(kuò)散激活能 間隙型溶質(zhì)的擴(kuò)散激活能 . —空位擴(kuò)散時(shí)溶質(zhì)原子與空位交換位置（即溶質(zhì)原子跳動(dòng)）所需的能量。 ΔEm 下頁 后退 第三節(jié) 影響擴(kuò)散的因素與擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力 一、影響擴(kuò)散的因素 D0、 Q、 T的影響 擴(kuò)散系數(shù) D可用下式表示： ?????? ??RTQDD e x p0D——擴(kuò)散常數(shù)， Q——擴(kuò)散激活能 R——?dú)怏w常數(shù)， T——熱力學(xué)溫度 后退 下頁 影響激活能 Q的主要因素 （ 1）擴(kuò)散機(jī)制 （ 2）晶體結(jié)構(gòu) （ 3）原子結(jié)合力 （ 4）合金成分 影響因素 內(nèi)因：組織、結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分 外因：溫度、應(yīng)力、壓力、介質(zhì) 下頁 后退 （ 1）溫度增高，原子振動(dòng)能增加，借助于能量 起伏而越過勢壘進(jìn)行遷移的原子幾率越大。 （ 2）溫度增高，金屬內(nèi)部的空位濃度提高，有 利于擴(kuò)散。
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1