题目
影响晶态固体扩散系数的因数有哪些?并说明如何影响。
影响晶态固体扩散系数的因数有哪些?并说明如何影响。
题目解答
答案
答:(1)温度的影响。据阿螺尼乌斯方程,温度超高,扩散系数越大,扩散速率越快。(1.5分)
(2)晶体结构及固溶体类型的影响。(1.5分)
在致密度较小的晶体结构中扩散,激活能较小,扩散易于进行。间隙原子的扩散激活能比空位扩散要小得多。晶体的各向异性也影响扩散系数。
(3)第三组元的影响。比较复杂,有的促进扩散,有的阻碍扩散。(1.5分)
(4)晶体缺陷的影响。沿表面、晶界、位错迁移的扩散系数恒大于原子穿越点阵内部的体扩散系数。(1.5分)
解析
步骤 1：温度的影响
根据阿伦尼乌斯方程，温度越高，扩散系数越大，扩散速率越快。这是因为温度升高会增加原子的热运动能量，从而增加原子越过势垒进行扩散的概率。
步骤 2：晶体结构及固溶体类型的影响
在致密度较小的晶体结构中，扩散激活能较小，扩散易于进行。例如，间隙原子的扩散激活能比空位扩散要小得多。晶体的各向异性也会影响扩散系数，因为不同方向上的原子排列和空位分布可能不同。
步骤 3：第三组元的影响
第三组元的存在可能促进或阻碍扩散。例如，某些第三组元可能与扩散原子形成稳定的化合物，从而阻碍扩散；而其他第三组元可能通过改变晶体结构或增加空位浓度来促进扩散。
步骤 4：晶体缺陷的影响
沿表面、晶界、位错迁移的扩散系数恒大于原子穿越点阵内部的体扩散系数。这是因为晶体缺陷如晶界和位错提供了额外的扩散通道，降低了扩散的激活能。
根据阿伦尼乌斯方程，温度越高，扩散系数越大，扩散速率越快。这是因为温度升高会增加原子的热运动能量，从而增加原子越过势垒进行扩散的概率。
步骤 2：晶体结构及固溶体类型的影响
在致密度较小的晶体结构中，扩散激活能较小，扩散易于进行。例如，间隙原子的扩散激活能比空位扩散要小得多。晶体的各向异性也会影响扩散系数，因为不同方向上的原子排列和空位分布可能不同。
步骤 3：第三组元的影响
第三组元的存在可能促进或阻碍扩散。例如，某些第三组元可能与扩散原子形成稳定的化合物，从而阻碍扩散；而其他第三组元可能通过改变晶体结构或增加空位浓度来促进扩散。
步骤 4：晶体缺陷的影响
沿表面、晶界、位错迁移的扩散系数恒大于原子穿越点阵内部的体扩散系数。这是因为晶体缺陷如晶界和位错提供了额外的扩散通道，降低了扩散的激活能。