无机材料科学基础第八章扩散

1、 第7章扩散一、名词解释1扩散：2扩散系数与扩散通量：3本征扩散与非本征扩散4自扩散与互扩散：5稳定扩散与不稳定扩散名词解释答案：一、扩散是指在梯度的作用下，由于热运动而使粒子定向移动的过程二、扩散通量：单位时间内通过单位面积粒子的数目扩散系数：单位浓度梯度下的扩散同俩个三、本征扩散：由热缺陷所引起的扩散非本征扩散：由于杂质粒子的电引入而引起的扩散四、自扩散：原子或粒子在本身结构中的扩散互扩散：两种的扩散通量大小相等，方向相反的扩散五、稳定扩散：单位时间内通过单位面积的粒子数一定二、填空与选择不稳定扩散：单位面积内通过单位面积的粒子数不一定1晶体中质点的扩散迁移方式有：、_、和_。2当扩散系数

2、的热力学因子为时，称为逆扩散。此类扩散的特征为，其扩散结果为使或。3扩散推动力是。晶体中原子或离子的迁移机制主要分为两种：和_。恒定源条件下，820C时钢经1小时的渗碳，可得到一定厚度的表面碳层，同样条件下，要得到两倍厚度的渗碳层需小时.本征扩散是由而引起的质点迁移，本征扩散的活化能由和一两部分组成，扩散系数与温度的关系式为_。6菲克第一定律适用于，其数学表达式为；菲克第二定律适用于，其数学表达式为。7.在离子型材料中，影响扩散的缺陷来自两个方面：（1）肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷（热缺陷），（2）掺杂点缺陷。由热缺陷所引起的扩散称，而掺杂点缺陷引起的扩散称为一。（自扩散、互扩散、无序扩散、非本征

3、扩散）8在通过玻璃转变区域时，急冷的玻璃中网络变体的扩散系数，一般相同组成但充分退火的玻璃中的扩散系数。(高于、低于、等于)9.在UO2晶体中，O2r的扩散是按机制进行的。(空位、间隙、掺杂点缺陷)填空题答案：1、易位扩散、环形扩散、空位扩散、间隙扩散、准间隙扩散2、1+(6lnYi)/(blnNi)0、由低浓度向高浓度扩散、偏聚、分相3、化学位梯度、空位机制、间隙机制4、45、热缺陷、空位形成能、空位迁移能、D=De(-RT)0acSCQ2C6、稳定扩散、八-Dax、不稳定扩散、at=Dax27、本征扩散、非本征扩散8、高于9、间隙四、试分析离子晶体中，阴离子扩散系数般都小于阳离子扩散系数的

4、原因。阴离子通常作为堆积结构的基础，而阳离子通常填充于空隙之中，阳离子扩散相对较容易，而阴离子若要扩散则需要破坏堆积结构，所需要的能量更多，故阴离子扩散系数般都小于阳离子扩散系数六、碳、氮、氢在体心立方铁中扩散的激活能分别为84、75和13kJ/mol,试对此差异进行分析和解释。C-N-O的半径依次减小，C-N-O在间隙中扩散的能力逐渐增加，故扩散的激活能越低七、MgO、CaO、FeO均具有NaCl结构，在各晶体中，它们的阳离子扩散活化能分别为：Na+在NaCl中为41kcal/mol，Mg2+在MgO中为83kcal/mol，Ca2+在CaO中为77kcal/mol，Fe3+在FeO中为23kcal/mol，试解释这种差异的原因。1、由于FeO为非化学计量型氧化物故扩散活化能较低2、NaCl中的Na离子电价较低，故NaCl扩散活化能相对较低D=0.0063expf-10300X4叫cm2s和D=4.1expH2M+30+VCaOCa)=3.6x10-6V=exp