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Http//wWw.wHutedu擴散第一節(jié)引言第二節(jié)固體擴散機制及擴散動力學方程第三節(jié)擴散系數(shù)第四節(jié)影響擴散系數(shù)的因素Http//wWw.wHutedu第一節(jié)引言就固體中原子(或離子)的運動而論,有兩種不同的方式。一種為大量原子集體的協(xié)同運動,或稱機械運動;另一種為無規(guī)則的熱運動,其中包括熱振動和跳躍遷移所謂擴散是由于大量原子的熱運動引起的物質(zhì)的宏觀遷移Http//wWw.wHutedu從不同的角度對擴散進行分類(1)按濃度均勻程度分:有濃度差的空間擴散叫互擴散;沒有濃度差的擴散叫自擴散(2)按擴散方向分由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的擴散叫順擴散,又稱下坡擴散;由低濃度區(qū)向高濃度區(qū)的擴散叫逆擴散,又稱上坡擴散。Http//wWw.wHutedu(3)按原子的擴散方向分:在晶粒內(nèi)部進行的擴散稱為體擴散;在表面進行的擴散稱為表面擴散;沿晶界進行的擴散稱為晶界擴散。表面擴散和晶界擴散的擴散速度比體擴散要快得多,一般稱前兩種情況為短路擴散。此外還有沿位錯線的擴散,沿層錯面的擴散等Http//wWw.wHutedu二、擴散的推動力當不存在外場時,晶體中粒子的遷移完全是由于熱振動引起的。只有在外場作用下,這種粒子的遷移才能形成定向的擴散流。也就是說,形成定向擴散流必需要有推動力,這種推動力通常是由濃度梯度提供的。但應(yīng)指出,在更普遍情況下,擴散推動力應(yīng)是系統(tǒng)的化學位梯度;Http//wWw.wHutedu第二節(jié)固體擴散機構(gòu)及其動力學方程2.1固體擴散機構(gòu)與氣體、液體不同的是固體粒子間很大的內(nèi)聚力使粒子遷移必須克服一定勢壘,這使得遷移和混和過程變得極為緩慢。然而遷移仍然是可能的。但是由于存在著熱起伏粒子的能量狀態(tài)服從波爾茲曼分布定律。圖1粒子跳躍勢壘示意圖Http//wWw.wHutedu晶體中粒子遷移的方式,即擴散機構(gòu)示意圖。其中:1.易位擴散:如(a)2環(huán)形擴散:如(b)。3.間隙擴散:如(c)4準間隙擴散:如(d)5空位擴散:如(e)●o●oo·oc·oOo·oeo●o8884·o·o°?！°o◆圖2晶體中的擴散Http//wWw.wHutedu討論在以上各種擴散中,1.易位擴散所需的活化能最大。2.由于處于晶格位置的粒子勢能最低,在間隙位置和空位處勢能較

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