擴散影響因素

1、金屬固態(tài)相變擴散的影響因素擴散的影響因素概念：l擴散現(xiàn)象是指物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移 直到均勻分布的現(xiàn)象，速率與物質(zhì)的濃度梯度成正比。l擴散是由于擴散是由于分子熱運動分子熱運動而產(chǎn)生的質(zhì)量而產(chǎn)生的質(zhì)量遷移現(xiàn)象遷移現(xiàn)象，主要是由于密度差引起的主要是由于密度差引起的。分子熱運動目前認(rèn)為在絕對零度以下不會發(fā)生。擴散現(xiàn)象等大量事實表明，一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。影響擴散的因素影響擴散的因素1 1、溫度、溫度溫度是影響擴散速率的最主要因素溫度是影響擴散速率的最主要因素smDsmDDKTFeC/1067. 4/1061. 1313001200:21113002111200倍增加了

2、約中的擴散系數(shù)，在溫度越高，原子熱激活能量越大，越容易發(fā)生遷移，擴散系數(shù)也越大。例例: :化亦可反映擴散機制的變和成線性關(guān)系，作圖確定與QDTDRTQDDeDDRTQ00/0/1lnlnln例如l將紅墨水滴入同體積的冷水和熱水中，則會明顯的看到熱水中的擴散速度大于冷水。2、成份的影響l組元特性組元特性 不同的的金屬的擴散激活能與其點陣的原子間結(jié)合力有關(guān)，因而與表征原子間結(jié)合力的宏觀參量，如熔點，溶化潛熱，體積膨脹或壓縮系數(shù)相關(guān)，熔點高的金屬的自擴散活能必然大 擴散激活能擴散激活能原子間接合力：微觀宏觀參量原子間接合力：微觀宏觀參量 固溶體，固溶體，A加入加入B 熔點下降，熔點下降，D升高升高

3、熔點升高，熔點升高，D下降下降組員濃度組員濃度 擴散系數(shù)是濃度的函數(shù)，濃度增大時,D增大或減少 增大：增大：Ni Mn C 在在-Fe中中 減少：減少：Ni在在Au-Ni中中 第三組元的影響第三組元的影響 對-Fe，促進擴散元素：Co 阻礙擴散元素：Mo W3、固溶體類型固溶體類型l固溶體類型固溶體類型 間隙擴散一般激活能小，更快擴散 置換型固溶體擴散要慢得多例：例： C，N等溶質(zhì)原子在鐵中的間隙擴散激活能比Cr，Al等溶質(zhì)原子在鐵中的置換擴散激活能要小的多，因此鋼件表面熱處理在獲得同樣滲層濃度是，滲C，N比滲Cr，Al等金屬的周期短。4、晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) 有些金屬存在同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，當(dāng)它們的晶

4、體結(jié)構(gòu)改變后，擴散系數(shù)也隨之發(fā)生較大的變化 例例 -Fe的自擴散系數(shù)大約是-Fe的240倍（912 ） Ni在-Fe中的擴散系數(shù)是-Fe的1400倍（900 ） 主要原因主要原因：體心立方結(jié)構(gòu)間隙大，原子較易遷移 各相異性，最密排面擴散系數(shù)小5、晶體缺陷晶體缺陷多晶材料中擴散物質(zhì)通常以晶內(nèi)擴散，晶界晶內(nèi)擴散，晶界擴散和表面擴散。擴散和表面擴散。以QL,QS,QB 分別表示晶內(nèi)、表面、晶界擴散激活能，以DL,DS和DB分別表示晶內(nèi)、表面、晶界的擴散系數(shù)， 則：則：QLQSQB,所以DSDBD如圖：Ag的自擴散系數(shù)的自擴散系數(shù)D與與1/T的關(guān)系的關(guān)系單晶體的擴散系數(shù)表征了晶內(nèi)擴散系數(shù)，而多晶體的擴散系數(shù)是晶內(nèi)擴散和晶界擴散共同作用的表象擴散系數(shù)?？傊?，晶界、表面和位錯等對擴散起著快速通道的作用，這是由于晶體缺陷處點陣畸變較大，原子處于較高的能量狀態(tài)，易于跳躍，故各種缺陷處的擴散激活能均比晶內(nèi)擴散激活能小，加快了原子的擴散。6、應(yīng)力的作用l（1）如果合金內(nèi)部存在著應(yīng)力梯度，應(yīng)力就會提供原子擴散的驅(qū)動力，那么，即使溶質(zhì)分布是均勻