8-3影響擴(kuò)散的因素8-3EffectFactorsofDiffusion

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MetallgraphyⅡ

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MetallgraphyⅡ8-3影響擴(kuò)散的因素8-3EffectFactorsofDiffusion知識(shí)回顧：擴(kuò)散定律菲克（A.Fick）于1855年參考導(dǎo)熱方程，通過實(shí)驗(yàn)確立了擴(kuò)散物質(zhì)量與其濃度梯度之間的宏觀規(guī)律，即單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于擴(kuò)散方向的單位截面積的物質(zhì)量（擴(kuò)散通量）與該物質(zhì)在該面積處的濃度梯度成正比。J為擴(kuò)散通量，表示擴(kuò)散物質(zhì)通過單位截面的流量；?c/?x為沿x方向的濃度梯度；D為原子的擴(kuò)散系數(shù)；負(fù)號(hào)表示擴(kuò)散由高濃度向低濃度方向進(jìn)行。

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MetallgraphyⅡ8-3影響擴(kuò)散的因素8-3EffectFactorsofDiffusion在一定條件下擴(kuò)散的快慢主要與D有關(guān)，而D與T、Q有關(guān)，D=D0exp（－Q/RT），其中R為常數(shù)。T以及能改變D0、Q的因素均能影響擴(kuò)散。溫度固溶體的類型--擴(kuò)散機(jī)制不同晶體結(jié)構(gòu)化學(xué)成分晶體缺陷應(yīng)力和磁性的作用

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MetallgraphyⅡ8-3影響擴(kuò)散的因素8-3EffectFactorsofDiffusion1.溫度T升高、D升高、D與T呈指數(shù)關(guān)系。例如，碳在γ—Fe中擴(kuò)散，溫度從927℃提高到1027℃，就使擴(kuò)散系數(shù)D增大3倍，即滲碳速度加快了3倍。所以，生產(chǎn)上各種受擴(kuò)散控制的過程都要考慮溫度的重大影響。

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MetallgraphyⅡ2.固溶體類型形成間隙固溶體比形成置換固溶體所需Q小得多,擴(kuò)散也快得多。擴(kuò)散原子基體Dc（m2/s）1200KCγ—Fe1.61×10-11Niγ—Fe2.08×10-17二者相差約760000倍。

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MetallgraphyⅡ8-3影響擴(kuò)散的因素8-3EffectFactorsofDiffusion3.晶體結(jié)構(gòu)同一元素在不同基體金屬中擴(kuò)散時(shí)，其D和Q值都不相同。規(guī)律：基體金屬原子間的結(jié)合力越大，熔點(diǎn)就越高，擴(kuò)散激活能也越大，擴(kuò)散越困難。

在相同的溫度下，碳在α-Fe中的擴(kuò)散比在γ-Fe中的擴(kuò)散更容易，速度更快。

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MetallgraphyⅡ8-3影響擴(kuò)散的因素8-3EffectFactorsofDiffusion4.化學(xué)成分第三組元(或雜質(zhì))對(duì)二元合金擴(kuò)散也有影響,但很復(fù)雜。有些使D升高，有的使D下降，有的不起作用。

例如鋼中加入Me,對(duì)C在r—Fe中的D的影響：(1)碳化物形成元素：如W、Mo、Cr等，使D下降。(2)非碳化物形成元素，但易溶于碳化物，如Mn對(duì)D影響不大。(3)非碳化物形成元素，但能溶于Fe中元素影響不同。Co、Ni等使D升高，Si等使D下降。

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MetallgraphyⅡ8-3影響擴(kuò)散的因素8-3EffectFactorsofDiffusion5.晶體缺陷

點(diǎn)、線、面缺陷都會(huì)影響擴(kuò)散系數(shù)。缺陷的密度增加，擴(kuò)散系數(shù)增加。

晶界擴(kuò)散比晶內(nèi)擴(kuò)散快的多。晶體表面擴(kuò)散比晶界擴(kuò)散還要快。

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MetallgraphyⅡ8-3影響擴(kuò)散的因素8-3EffectFactorsofDiffusion6.應(yīng)力和磁性應(yīng)力:V=B·F，應(yīng)力升高、擴(kuò)散速度升高。(1)合金內(nèi)存在應(yīng)力場、應(yīng)力提供驅(qū)動(dòng)力F。應(yīng)力升高、擴(kuò)散速度升高。(2)外界施加應(yīng)力,在合金中產(chǎn)生彈性應(yīng)力梯度,促進(jìn)原子遷移。磁性:

具有磁性轉(zhuǎn)變的金屬在鐵磁性狀態(tài)下的比順磁性狀態(tài)下擴(kuò)散慢,D小一些。

8-3EffectFactorsofDiffusion重點(diǎn)要求：影響擴(kuò)散的因素作業(yè)：1、P104T192、影響擴(kuò)散的因素主要有哪些？Contact:yujc@

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