純金屬的晶體結(jié)構(gòu)ppt課件-資料下載頁
2025-05-12 12:56本頁面
【正文】 等，從而發(fā)生擴(kuò)散。所以擴(kuò)散要有推動(dòng)力。 ? 擴(kuò)散的推動(dòng)力可以是濃度梯度造成的化學(xué)自由能差，也可是應(yīng)力梯度造成的應(yīng)變自由能差，還可以是表面自由能差。總之，擴(kuò)散推動(dòng)力是自由能差，擴(kuò)散總是向自由能降低的方向進(jìn)行。 （三）、金屬晶體擴(kuò)散分類 ? 晶體擴(kuò)散兩類：一類是互擴(kuò)散、另一類是自擴(kuò)散。? 互擴(kuò)散 就是伴有濃度變化的擴(kuò)散，它與異類原子的濃度差相關(guān)。在互擴(kuò)散過程中，異類原子相對(duì)擴(kuò)散，互相滲透，所以又叫作 “ 異擴(kuò)散 ” 或 “ 化學(xué)擴(kuò)散” ?；U(kuò)散總是在不均勻固溶體中進(jìn)行的。? 互擴(kuò)散又可分為 “ 下坡擴(kuò)散 ” 和 “ 上坡擴(kuò)散 ” 兩種。下坡擴(kuò)散是沿著濃度降低方向進(jìn)行的擴(kuò)散，使?jié)舛融呌诰鶆蚧Ｉ掀聰U(kuò)散則是沿著濃度升高方向進(jìn)行的擴(kuò)散，即由低濃度向高濃度方向擴(kuò)散，使?jié)舛劝l(fā)生兩極分化。 硅鋼中的上坡擴(kuò)散應(yīng)力作用下的上坡擴(kuò)散自 擴(kuò)散? 互擴(kuò)散還可分為 “ 原子擴(kuò)散 ” 與 “ 反應(yīng)擴(kuò)散 ” 兩種。如果在擴(kuò)散過程中，基體晶格始終不變，沒有新相產(chǎn)生，這種擴(kuò)散就稱為 原子擴(kuò)散 。反之，在擴(kuò)散過程中，當(dāng)濃度變化到一定值時(shí)，引起基體晶格轉(zhuǎn)變，形成新相，這種擴(kuò)散稱為 反應(yīng)擴(kuò)散 。? 自擴(kuò)散就是不伴有濃度變化的擴(kuò)散，它與濃度梯度無關(guān)。自擴(kuò)散只發(fā)生在純金屬中和均勻固溶體中。? 固態(tài)擴(kuò)散是在自由能差推動(dòng)下，依靠原子的熱激活而進(jìn)行的物質(zhì)遷移過程。物質(zhì)總是向自由能降低的方向擴(kuò)散。 二、擴(kuò)散機(jī)理? 所謂擴(kuò)散機(jī)理，就是擴(kuò)散原子在晶體點(diǎn)陣中換位的具體方式。? 間隙擴(kuò)散機(jī)理 空位擴(kuò)散機(jī)理 換位擴(kuò)散機(jī)理 ? 位錯(cuò)擴(kuò)散機(jī)理 晶界擴(kuò)散機(jī)理 表面擴(kuò)散機(jī)理? 擴(kuò)散激活能 擴(kuò)散激活能? 固態(tài)金屬中的擴(kuò)散主要是借助晶體缺陷來進(jìn)行的，如果沒有各種晶體缺陷存在，金屬原子的擴(kuò)散要困難多，甚至是難以進(jìn)行的。三、擴(kuò)散定律? 擴(kuò)散定律又叫菲克定律，第一定律用于穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散，第二定律用于非穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。 ? 穩(wěn)定擴(kuò)散：? 擴(kuò)散第一定律指出，在穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散過程中，擴(kuò)散流量 J與濃度梯度成正比。寫成擴(kuò)散方程則為：擴(kuò)散定律? 式中， D是擴(kuò)散系數(shù)，單位是 cm2/s。 負(fù)號(hào)表示物質(zhì)沿著濃度降低的方向擴(kuò)散。? 擴(kuò)散系數(shù) D是描述擴(kuò)散速度的重要物理量，它相當(dāng)于濃度梯度為 1時(shí)的擴(kuò)散流量。 D值越大則擴(kuò)散越快。對(duì)于固態(tài)金屬中的擴(kuò)散來說， D值都是很小的。例如， 1000℃ 時(shí)碳在 γ—Fe 中的擴(kuò)散系數(shù) D的數(shù)量級(jí)為 107cm／ s。 1100℃ 時(shí)鎢在 r—Fe 中的擴(kuò)散系數(shù) D的數(shù)量級(jí)為 1010cm2/s.擴(kuò)散第二定律四、影響擴(kuò)散的因素? （一） 擴(kuò)散溫度? 擴(kuò)散溫度越高，則擴(kuò)散系數(shù)越大，二間存在如下指數(shù)關(guān)系? 式中 D0擴(kuò)散常數(shù)（ cm2/s） ,與溫度無關(guān)，主要決定于晶體結(jié)構(gòu)和原子振動(dòng)頻率。 Q是擴(kuò)散激活能（ J/mol）。 R是氣體常數(shù)， R=。 T是擴(kuò)散溫度（ K）。? （ 二）基體的金屬性質(zhì)? 同一元素在不同的基體金屬中擴(kuò)散時(shí)， D和 Q值都不相同。一般規(guī)律是：基體金屬原子的結(jié)合能越強(qiáng)，則熔點(diǎn)越高，同時(shí)，擴(kuò)散激活能也越大，擴(kuò)散越困難。 四、影響擴(kuò)散的因素? 根據(jù)金屬熔點(diǎn) Tm(K)來計(jì)算自擴(kuò)散激活能 Q的經(jīng)驗(yàn)公式，比較準(zhǔn)確的一個(gè)公式：? （三）擴(kuò)散元素的影響 ? （四）、擴(kuò)散元素的濃度? （五）、合金元素 ? （六）晶格類型? （七）固溶體類型? (八 ) 晶體缺陷? 總之，影響擴(kuò)散的因素是多方面的，在一些情況下要利用那些加速擴(kuò)散的因素，在另一些情況下則要利用那些阻礙擴(kuò)散的因素。 擴(kuò)散元素的影響 擴(kuò)散元素的濃度擴(kuò)散元素的濃度? 為了反映濃度對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響，有人把擴(kuò)散常數(shù)中增加一個(gè)隨濃度增大的項(xiàng)。例如，碳在 r—Fe 中的擴(kuò)散系數(shù)為：
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