材料科学基础课件：7.1引言.ppt

1、第六章第六章 扩扩 散散第一节第一节 引引 言言第二节第二节 固体扩散机制及扩散动力学方程固体扩散机制及扩散动力学方程第三节第三节 扩散系数扩散系数第四节第四节 影响扩散系数的因素影响扩散系数的因素 第一节第一节 引引 言言 就固体中原子（或离子）的运动而论，有就固体中原子（或离子）的运动而论，有两种不同的方式。一种为大量原子集体的协两种不同的方式。一种为大量原子集体的协同运动，或称机械运动；另一种为无规则的同运动，或称机械运动；另一种为无规则的热运动，其中包括热振动和跳跃迁移：热运动，其中包括热振动和跳跃迁移： 所谓所谓扩散是由于大量原子的热运动引起的扩散是由于大量原子的热运动引起的物质的宏

2、观迁移。物质的宏观迁移。一、从不同的角度对扩散进行分类一、从不同的角度对扩散进行分类（1）按浓度均匀程度分按浓度均匀程度分： 有浓度差的空间扩散叫有浓度差的空间扩散叫互扩散互扩散；没有浓；没有浓度差的扩散叫度差的扩散叫自扩散自扩散（2） 按扩散方向分按扩散方向分： 由高浓度区向低浓度区的扩散叫由高浓度区向低浓度区的扩散叫顺扩散顺扩散，又称又称下坡扩散下坡扩散; 由低浓度区向高浓度区的扩由低浓度区向高浓度区的扩散叫散叫逆扩散逆扩散，又称，又称上坡扩散上坡扩散。（3） 按原子的扩散方向分按原子的扩散方向分： 在晶粒内部进行的扩散称为体扩散；在在晶粒内部进行的扩散称为体扩散；在表面进行的扩散称为表面

3、进行的扩散称为表面扩散表面扩散；沿晶界进；沿晶界进行的扩散称为行的扩散称为晶界扩散晶界扩散。表面扩散和晶界。表面扩散和晶界扩散的扩散速度比体扩散要快得多，一般扩散的扩散速度比体扩散要快得多，一般称前两种情况为称前两种情况为短路扩散短路扩散。此外还有沿位。此外还有沿位错线的扩散，沿层错面的扩散等。错线的扩散，沿层错面的扩散等。二、扩散的推动力二、扩散的推动力 当不存在外场时，晶体中粒子的迁移当不存在外场时，晶体中粒子的迁移完全是由于热振动引起的。只有在外场作完全是由于热振动引起的。只有在外场作用下，这种粒子的迁移才能形成定向的扩用下，这种粒子的迁移才能形成定向的扩散流。也就是说，形成定向扩散流必需要散流。也就是说，形成定向扩散流必需要有推动力，这种推动力通常是由浓度梯度有推动力，这种推动力通常是由浓度梯度提供的。提供的。 但应指出，但应指出，在更普遍情况下，扩散推在更普遍情况下，扩散推动力应是系统的化学位梯度；动力应是系统的化学位梯度；