第五章材料中的扩散课件.ppt

1、第五章第五章 材料中的扩散材料中的扩散/dMJMAtJAdtABABCCdCCconcentration gradientdxxxxCJDx C/xD1111()166C AtJCAt2221()166C AtJCAt12121()6JJJCC211CCCCdxCxx又216CCJDxx J1J2C1C2 Concentration profiles for nonsteady-state diffusion taken at three different times,t1,t2,and t3.1J Adt12J AdtJ AdtCA dxdxJ1J2A2J Adt12JJCtdx21Jdx

2、JJdxx很小，()CJCDtxxx()CCDtxx22CCDtx2xDt3/22422CCxCxCCttttDtDt 2222221111()()()4222CCCCCCCCCxxxxxxDtDtDtDt22124CCDtDt2220d CdCdd22CCDtx 2220d CdCdd20dyyd()dCyd设21 exp()yA21 exp()dCAd2120 exp()CAdA2exp()xy020 exp()2d广义积分：202()exp()erfd()()()1 ()erferferf 奇函数12()()CAerfA12()()22xxCAerfADtDtC2C1C2C1t=0Cxx

3、0122112(0,)(0)222 CCCCCCCterf保保持持不不变变121(,)2CCC x tC介于之间122(,)2CCC x tC介于之间t2t11221(,)()222CCCCxC x terfDt122CCC0Csx0s00,xCCxCC=12()()(=)2xCAerfADt122120120(0)()ssAerfACACAerfACAAC 102;ssACCAC0(,)()()2ssxC x tCCC erfDt00,(),()sCCCC x0CCsC0t=0t1t2C0Csx00(,)()()2ssxC x tCCC erfDtx0CCsC0t=0t1t2Cfx1x20(

4、)()2fssxCCCC erfDt0()()2sfsCCxerfCCDtB2fxCDt确确定定，则则查查表表可可定定出出24xxtt,如如果果希希望望深深度度扩扩大大一一倍倍，即即则则01)222sfCCxCDt特特别别的的=，erf(erf(122xxDtDt：查查表表可可知知Cu+30%ZnCuT=785Mo丝（起标志面的作用）丝（起标志面的作用）w()()mmmAAmAA mAAA mAAA mAAJC vvC vC vC vJCC vDDx为自扩散系数或本征扩散系数 BBBmBCJC vDx同理：ABJAJB()()()()(,AAAAAAAABAABAABBAAAABBAABABA

5、BABAABXCCCCJCDDDDDDxxCCxxCCCCDDX DX DCCCCxxCDxDX DX D 称为互扩散系数)D Da ar rk ke en n公公式式0 ABJJ0ABCCC(常数)+0ABA mABmBCCC vDC vDxx0()(=-)BABAABmABCCDDCCCvCCxxxx这里用到()()AAAAmABBCXACDCXvDx的原子百分数 ()BBAABBCJDxDX DX D同同理理可可得得：AAmAAACJDxCJDxBAABDX DX D ABDDDD 或或 CuZn钢钢纯铁纯铁Mo丝丝CuZnJCuJZnJKx CJDx 216Dd2DP d12Gexp(

6、)iGZkT exp()exp()exp()exp()exp()iiiHT SSHZZkTkkTSQZkRT 22exp()exp()iSQDP dPdZkRT0exp()IDQDDRTexp()vGZX fkT 220exp()exp()exp()exp()exp()vvvvGGDPdZkTRTSSHHPdZkkTQQDRT 0exp()SDQDDRTexp()vvGXkT0exp()QDDRT00exp()lnlnQDDRTQDDRT1/TlnD实验中测出不同温度下的实验中测出不同温度下的D0lnQDR斜斜率率=-22nRnr2nRnr2DP rnt 221 2.45nDRt rt rDt

7、DtPrP6.2 kmstd 21.3 mmnRtd0exp()QDDRT在影响扩散的诸多因素中，温度对扩散的影响最大。在影响扩散的诸多因素中，温度对扩散的影响最大。0exp()QDDRT (,1)applsSbbddsbdDDk Dk Dk Dk k kAg此后表层保持为此后表层保持为相，当相，当相端面碳浓度达到碳势所相端面碳浓度达到碳势所对应的浓度对应的浓度Cs(C3)后将后将保持不变，而铁素保持不变，而铁素体与奥氏体的成分别保体与奥氏体的成分别保持持C1和和C2不变。整个铁不变。整个铁棒的碳浓度分布曲线如图棒的碳浓度分布曲线如图所示。所示。渗碳温度下，在渗碳温度下，在C3C2成分范围内的

8、组织为单相成分范围内的组织为单相区；在区；在C1C0成分范围内的组织为单相成分范围内的组织为单相区。两个单相区由相界分区。两个单相区由相界分开，并在界面处发生反应扩散。开，并在界面处发生反应扩散。22()1()2sxCCCCerfD t11()2xCCerfD t相区的碳浓度分布为：相区的碳浓度分布为：相区的碳浓度分布为：相区的碳浓度分布为：x为以相界为原点的距离。为以相界为原点的距离。exp()GXDRT1/TlnD纯纯NaClNaCl晶体晶体掺少量掺少量CaCa2+2+的的NaClNaCl晶体晶体This chapter is over!Thanks for your attention!22115()()41000 100(0.03)4 101 104CdMJAtDtxt 3dcm10010000.001xcm2exp()4MxcDtDt