無機材料科學(xué)基礎(chǔ)第八章擴散

1、 第7章擴散一、名詞解釋1擴散：2擴散系數(shù)與擴散通量：3本征擴散與非本征擴散4自擴散與互擴散：5穩(wěn)定擴散與不穩(wěn)定擴散名詞解釋答案：一、擴散是指在梯度的作用下，由于熱運動而使粒子定向移動的過程二、擴散通量：單位時間內(nèi)通過單位面積粒子的數(shù)目擴散系數(shù)：單位濃度梯度下的擴散同倆個三、本征擴散：由熱缺陷所引起的擴散非本征擴散：由于雜質(zhì)粒子的電引入而引起的擴散四、自擴散：原子或粒子在本身結(jié)構(gòu)中的擴散互擴散：兩種的擴散通量大小相等，方向相反的擴散五、穩(wěn)定擴散：單位時間內(nèi)通過單位面積的粒子數(shù)一定二、填空與選擇不穩(wěn)定擴散：單位面積內(nèi)通過單位面積的粒子數(shù)不一定1晶體中質(zhì)點的擴散遷移方式有：、_、和_。2當(dāng)擴散系數(shù)

2、的熱力學(xué)因子為時，稱為逆擴散。此類擴散的特征為，其擴散結(jié)果為使或。3擴散推動力是。晶體中原子或離子的遷移機制主要分為兩種：和_。恒定源條件下，820C時鋼經(jīng)1小時的滲碳，可得到一定厚度的表面碳層，同樣條件下，要得到兩倍厚度的滲碳層需小時.本征擴散是由而引起的質(zhì)點遷移，本征擴散的活化能由和一兩部分組成，擴散系數(shù)與溫度的關(guān)系式為_。6菲克第一定律適用于，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為；菲克第二定律適用于，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為。7.在離子型材料中，影響擴散的缺陷來自兩個方面：（1）肖特基缺陷和弗侖克爾缺陷（熱缺陷），（2）摻雜點缺陷。由熱缺陷所引起的擴散稱，而摻雜點缺陷引起的擴散稱為一。（自擴散、互擴散、無序擴散、非本征

3、擴散）8在通過玻璃轉(zhuǎn)變區(qū)域時，急冷的玻璃中網(wǎng)絡(luò)變體的擴散系數(shù)，一般相同組成但充分退火的玻璃中的擴散系數(shù)。(高于、低于、等于)9.在UO2晶體中，O2r的擴散是按機制進(jìn)行的。(空位、間隙、摻雜點缺陷)填空題答案：1、易位擴散、環(huán)形擴散、空位擴散、間隙擴散、準(zhǔn)間隙擴散2、1+(6lnYi)/(blnNi)0、由低濃度向高濃度擴散、偏聚、分相3、化學(xué)位梯度、空位機制、間隙機制4、45、熱缺陷、空位形成能、空位遷移能、D=De(-RT)0acSCQ2C6、穩(wěn)定擴散、八-Dax、不穩(wěn)定擴散、at=Dax27、本征擴散、非本征擴散8、高于9、間隙四、試分析離子晶體中，陰離子擴散系數(shù)般都小于陽離子擴散系數(shù)的

4、原因。陰離子通常作為堆積結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，而陽離子通常填充于空隙之中，陽離子擴散相對較容易，而陰離子若要擴散則需要破壞堆積結(jié)構(gòu)，所需要的能量更多，故陰離子擴散系數(shù)般都小于陽離子擴散系數(shù)六、碳、氮、氫在體心立方鐵中擴散的激活能分別為84、75和13kJ/mol,試對此差異進(jìn)行分析和解釋。C-N-O的半徑依次減小，C-N-O在間隙中擴散的能力逐漸增加，故擴散的激活能越低七、MgO、CaO、FeO均具有NaCl結(jié)構(gòu)，在各晶體中，它們的陽離子擴散活化能分別為：Na+在NaCl中為41kcal/mol，Mg2+在MgO中為83kcal/mol，Ca2+在CaO中為77kcal/mol，F(xiàn)e3+在FeO中為23kcal/mol，試解釋這種差異的原因。1、由于FeO為非化學(xué)計量型氧化物故擴散活化能較低2、NaCl中的Na離子電價較低，故NaCl擴散活化能相對較低D=0.0063expf-10300X4叫cm2s和D=4.1expH2M+30+VCaOCa)=3.6x10-6V=exp