1、固體中原子及分子的運動一、填空題一一 8C1、 菲克第一定律J = -D中，J為 , D為。ex2、 上坡擴散是指，擴散的驅(qū)動力是。4、擴散系數(shù)與擴散激活能和擴散溫度的關(guān)系表達式。7、上坡擴散是指擴散原子從向的擴散，產(chǎn)生上坡擴散的原因是合金系中存在 著。8、擴散第一定律只適用于條件，第一定律所表達的基本含義是：在條件下，只要濃 度梯度存在就會有擴散發(fā)生，而且擴散通量與濃度梯度成變化。擴散流動方向是由濃 度向濃度，此過程中擴散的驅(qū)動力。9、固體中原子的擴散必須具備的條件是 TOC o 1-5 h z 10、 固體質(zhì)點擴散的推動力是。二、判斷題1、 一般來說，在相同的溫度下在鐵中滲碳速度比在鐵中滲

2、鉻的速度快。（）2、晶體結(jié)構(gòu)對擴散有一定的影響，在致密度較大的晶體結(jié)構(gòu)中，原子的擴散系數(shù)較大。）3、 原子擴散不可能從濃度低的區(qū)域向濃度高的區(qū)域擴散。（）4、 菲克第一定律適用于穩(wěn)態(tài)擴散，菲克第二定律只適用于非穩(wěn)態(tài)擴散。（）5、冷變形金屬中存在大量的空位、位錯等晶體缺陷，這些缺陷阻礙原子的移動，減緩擴散過程。（）6、晶界上原子排列混亂，不存在空位，所以空位機制擴散的原子在晶界處無法擴散。（）8、滲碳處理常常在鋼的奧氏體區(qū)域進行，是因為奧氏體的激活能比鐵素體的激活能大，相同溫度下奧氏體的擴散系數(shù)大比鐵素體擴散系數(shù)大。（）9、晶體結(jié)構(gòu)對擴散有一定的影響，在致密度較大的晶體結(jié)構(gòu)中，原子的擴散系數(shù)較大

3、（）10、擴散溫度越高，越有利于擴散進行。14、通常晶體中原子的擴散激活能越高，其擴散系數(shù)越大，擴散速度越快。（）15、擴散的推動力是濃度梯度，所有擴散系統(tǒng)中，物質(zhì)都是由高濃度處向低濃度處擴散。）16、逆擴散的推動力是濃度梯度.（）17、濃度差會引起擴散，擴散總是從高濃度處向低濃度處進行。（）三、選擇題1、 以下關(guān)于固體材料中的影響原子擴散的因素敘述中，不正確的 。A、溫度是影響擴散速率的最主要因素，溫度越高，擴散進行得越快B、原子結(jié)合鍵能越大，擴散激活能越高，擴散越快C、晶體點陣的致密度越高，擴散系數(shù)越小，912C時碳原子在a鐵中的擴散系數(shù)比在y 鐵中的大。D、原子沿晶界、表面、位錯等晶體缺

4、陷擴散速度較完整的晶體點陣內(nèi)擴散快。在溫度 較低時，通常由于在完整晶體點陣內(nèi)的擴散速度較慢，因此，沿晶體缺陷的短路擴散 更為明顯。2、 影響擴散系數(shù)的變化有多種因素，以下論述中正確的。A、溶劑原子的熔點越高，原子鍵結(jié)合力大，擴散系數(shù)越小B、溶質(zhì)原子在元素周期表中離溶劑原子越近，擴散系數(shù)越大C、相同溫度下，y-鐵的自擴散系數(shù)大于a-鐵的自擴散系數(shù)D、溫度越高，擴散系數(shù)越小3、 固態(tài)金屬中原子擴散的最快路徑。A、晶內(nèi)擴散B、晶界擴散C、位錯擴散D、表面擴散4、鐵可在某一相同的溫度下滲碳或滲鉻，一般來 。A、滲碳速度比滲鉻快B、滲鉻速度比滲碳快C、滲碳速度與滲鉻差不多D、不好說5、 原子擴散過程的驅(qū)

5、動力。A、組元的濃度梯度B、擴散的時間C、擴散的溫度D、組元的化學勢梯度6、冷變形使金屬中產(chǎn)生大量的空位、位錯等晶體缺陷，對置換固溶體中的擴散過程而言，這些缺陷的存在將導致。A、阻礙原子的移動，減慢擴散過程B、對擴散過程無影響C、有時會加速擴散，有時會減弱擴散 D、加速原子的擴散過程7、 在柯肯達爾效應(yīng)實驗中，標記漂移主要原因是擴散偶中。A、兩組元的原子尺寸不同B、僅一組元的擴散C、兩組元的擴散速率不同D、標記物元素的擴散8、 在置換型固溶體中，原子擴散的方式一般為。A、原子互換機制；B、間隙機制；C、空位機制；D、換位機制9、在擴散系數(shù)的熱力學關(guān)系中，稱為擴散系數(shù)的熱力學因子。在非理想混合體

6、系中：當擴散系數(shù)的熱力學因子0時，擴散結(jié)果使溶質(zhì)_；當擴散系數(shù)的熱力學因子0， 擴散結(jié)果使溶質(zhì)。A、發(fā)生偏聚；B、濃度不改變；C、濃度趨于均勻10、 在穩(wěn)態(tài)擴散中，任一點的 不隨時間變化。A.溫度；B.濃度梯度；C.密度；D.濃度11、 固體材料中原子擴散的驅(qū)動力是。A.濃度梯度；B.溫度梯度；C.化學勢梯度；D.活度12、 在間隙固溶體中，溶質(zhì)原子的擴散方式一般為。A.間隙機制；B.原子互換機制；C.空位機制；D.置換機制13、 在柯肯達爾效應(yīng)中，惰性標記移動的主要原因。A.兩組元的原子半徑不同；B.兩組元的擴散速度不同；C.僅一組元擴散；D.兩組元中 的空位濃度不同14、 通常情況下，間隙

7、擴散的激活能要比空位擴散的激活能。A,一樣；B.相等；C,?。籇.大15、 Fick第一定律中的負號表示擴散方向與濃度降低方向。A.垂直；B.一致；C.相反；D.可逆四、論述題1、原子擴散在材料中的應(yīng)用2、何謂上坡擴散，舉兩個實例說明金屬中上坡擴散現(xiàn)象。3、簡述固溶體合金的擴散機制4、簡要說明影響溶質(zhì)原子在晶體中擴散的因素。6、對含碳0.1%齒輪氣體滲碳強化，滲碳氣氛含碳1.2%，在齒輪表層下0.2cm處碳含量為 0.45%時齒輪達到最佳性能。已知鐵為FCC結(jié)構(gòu)，C在Fe中的D0=0.23，激活能Q = 32900cal/mol，誤差函數(shù)如表101。1）試設(shè)計最佳滲碳工藝；2）在滲碳溫度不變，

8、在1000C時滲碳，要將滲碳厚度增加1倍，即要求在其表面下0.4cm 處滲碳后碳含量為0.45%所需滲碳時間。表101 20的全部時間，滲碳氣氛保持表面成分為1%，假設(shè)D C=2.0 x10-5exp(-140000/RT) (m2/s)，(a)計算滲碳時間；(b)若將滲層加深一倍，則需多長時間？(c)若規(guī)定0.3%C作為滲碳層厚度的量度，則在930C滲碳10小時的滲層厚度為870r滲碳 10小時的多少倍？25、含0.85%C的普碳鋼加熱到900C在空氣中保溫1小時后外層碳濃度降到零。推導脫碳擴散方程的解，假定t0時，x=0處，p=0。假如要求零件外層的碳濃度為0.8%，表面應(yīng)車去多少深度？ ( D C=1.1x10-7cm2/s)26、在950CT對純鐵進行滲碳，并希望在0.1mm的深度得到0.9wt%的碳含量。假設(shè)表面 碳含量保持在1.20wt%，擴散系數(shù)DFe=10-10m2/s。計算為達到此要求至少要滲碳多少時間。27、有兩種激活能分別為E=83.7KJ/mOl和E2=251KJ/mol的擴散反應(yīng)。觀察在溫度從25C 升高到600C時對這兩種擴散的影響，并對結(jié)果作出評述。28、碳在a