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文档简介

第四章材料中的扩散DiffusioninMaterials扩散?对流?对流(convection):流体各部分之间发生相对位移。扩散(diffusion):由于分子(原子等)的热运动而产

生的物质迁移现象。3物质的传输方式气体:扩散+对流

固体:扩散液体:扩散+对流金属

陶瓷高分子键属金离子键共价键扩散机制不同无规则运动无规则运动规则运动本章内容1扩散的基本概念和机制2扩散动力学:Fick第一、第二定律3

扩散的原子机制及其影响因素

扩散的宏观规律:根据测定的参数来描述扩散物质的浓度分布与时间的关系。

扩散现象、扩散方程——菲克第一、第二定律

扩散的微观机制(原子理论):在一个相内因分子或原子的热激活运动导致原子或分子的迁移机制。研究扩散的微观机制——扩散机理扩散是大量原子无规则跳动的宏观统计结果4.1

扩散及其物理机制扩散是物质中原子(或分子)的迁移现象,是物质传输的一种形式。在固体中,原子或分子的迁移只能靠扩散来进行。物质内部的原子依靠热运动使其中能量高的部分脱离束缚跳迁至新的位置,发生原子迁移。大量的原子迁移造成物质的宏观流动称做扩散。浓度距离xxC=C2C=C1C2>C1C1C2原始状态两块不同浓度的金属焊在一起,在高温下保温,过一段时间,发现浓度分布发生变化。扩散的推动力?

浓度梯度?碳的扩散方向高碳含量区域低碳含量区域溶质原子晶界偏聚:溶质原子处在晶内的能量比处在晶界的能量要高,所以溶质原子有自发向晶界集中的趋势。扩散的推动力?

浓度梯度?化学势梯度!碳的扩散方向高碳含量区域低碳含量区域溶质原子晶界偏聚:溶质原子处在晶内的能量比处在晶界的能量要高,所以溶质原子有自发向晶界集中的趋势。决定组元扩散的基本因素是化学势梯度下坡扩散:原子由高浓度向低浓度进行扩散。

驱动力:化学势梯度

(与浓度梯度方向一致)上坡扩散:原子由低浓度向高浓度进行扩散。驱动力:化学势梯度

(与浓度梯度方向相反)化学势mi:表示每增加单个i原子,体系吉布斯自由能的增量。即化学势梯度:扩散驱动力:在等温等压条件下,只要两个区域中i组元存在化学

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