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合金的扩散系数越大说明什么

发布时间:2023-05-01 08:36:06

Ⅰ 反应扩散的影响扩散的因素

1.温度升高,扩散原子获得能量超越势垒几率增大且空位浓度增大,有利扩散,对固体中扩散型相变、晶粒长大化学热处理有重要影响。
工业渗碳:1027℃比927℃时,D增加三倍,即渗碳速度加快三倍。
2.晶体缺陷
短路扩散:原子沿点、线、面缺陷扩散速率比沿晶内体扩散速率大,沿面缺陷的扩散(界面、晶界):原子规则
排列受破坏,产生畸变,能量高, 所需扩散激活能低
F10-18:单晶、多晶扩散。
低温下明显,高温下空位浓度多,晶界扩散被晶内扩散掩盖。
晶粒尺寸小,晶界多,D明显增加,F10-19:不同晶粒大小的扩散系数。
沿线缺陷(位错)的扩散
位错象一根管道,沿位错扩散激活能很低,D可以很高 ,但位错截面积总分数很少,只在低温时明显,如低温时
过饱和固溶体分解时沉淀相在位错形核冷变形,增加界面及位错,促进扩散。
3.晶体结构的影响
a.同素异晶转变的金属中,D随晶体结构改变,910℃, Dα-Fe/Dγ-Fe=280, α-Fe致密度低,且易形成空位。
b.晶体各向异性使D有各向异性
铋扩散的各向异性
菱方系Bi沿C轴的自扩散为垂直C轴方向的1/106
六方系的Zn:
平行底面的自扩散系数大于垂直底面的, 因底面原子排
列紧密, 穿过底面困难。
4.固溶体类型:
间隙原子扩散激活能小于置换式原子扩散激活能,缺位式固溶体中缺位数多,扩散易进行。
5.扩散元素性质:
扩散原子与溶剂金属差别越大,扩散系数越大,差别指原子半径、熔点、固溶度等。
6. 扩散元素浓度
溶质扩散系数随浓度增加而增大
相图成分与扩散系数的关系,溶质元素使合金熔点降低,D增加,反之,D降低。
7. 第三元素(或杂质)影响复杂
图:合金元素对碳在γ-Fe中的扩散影响
如碳在r-Fe中扩散系数跟碳与合金元素亲和力有关 。
a.形成碳化物元素:
如W、Mo、Cr等,降低碳的扩散系数
b. 形成不稳定碳化物:
如Mn,对碳的扩散影响不大
c.不形成碳化物元素:
影响不一,如Co、Ni w可提高C的扩散,而Si则降低碳的扩散。

Ⅱ 分析论述影响金属和合金中原子扩散的主要因素。

影响扩散的因素
1.
温度,温度越高,越易扩散。
2.
金属键的键能,键能越弱,越易扩散。
3.
在间隙固溶体中,扩散激活能较小,原子扩散较快;在置换固溶体中扩散激活能比间隙
扩散大得多。
4.
金属晶体的原子堆叠方式。越疏松,越易扩散。
5.
晶粒尺寸越小,金属的晶界面积越多,晶界扩散对扩散系数的贡献就越大。
6.
晶体中的位错对扩散也有促进作用

Ⅲ 扩散系数越大越容易扩散吗

是的。

在菲克定律及许多物理化学的方程中都有提及扩散系数。扩散系数一般都是用在多成分的系统中,会列出二个成分,而且成对比较。此成分的扩散系数越高,它越容易扩散到其他成分中。

一般而言,一般化合物对空气的质量扩散率约为对水的质量扩散率的10000倍,二氧化碳对空气的质量扩散率为16 mm2/s,对水的扩散率则为0.0016 mm2/s。

影响扩散的主要因素

(1)温度

渐度越高,原子的能量越大,越易发生迁移,扩散系数越大,扩散越快。

(2)固溶体类型

不同类型的固溶体,原子扩散机构不同,溶质原子的扩散激活能不同,间隙固溶体中溶质原子的扩散激活能一般都比置换固溶体中的小,所以扩散速度较大。

(3)晶体结构

总的来说,致密度越小的晶体结构,原子的扩散激活能越小,原子越易于迁移,扩散系蚂丛数越大,扩散速度越快。某些晶体结构原子的扩散还具有各向异性。

(4)晶体缺陷

由于金属外表面、晶界、亚晶界处晶格不同程度地产生畸变,能量比晶粒内部高,扩散激活能都较晶内小。并且由于以上所述各方面扩散激活能依次增高,因而表面扩散最快,晶界次之,亚晶界更次之,晶内最慢。位错线是晶格畸变的“管道”,原子沿这些“管道”扩散较晶内容易,因而在位错、空位等缺陷处的原子较完整晶格处的原子扩散速度快。晶体中点缺陷的数量越多,扩散越容易。

必须指出,对于间隙型原子的扩散,空位与位错的作用尚无定论。近年来苛些研究认为,间隙原子跳进位错或空位中,相当于落入陷阱而使其扩散激活能增大,不利于进一步迁移。

(5)化学成分

在金属或合金中加入第二或第三元素时,有的可能加速扩散,有的则会减慢扩散,情况比较复杂,目前尚缺乏完整为通的理论,经对部分合金系统的成分与扩散系数间关系的研究,总结出以下规律:

①当加入合金元素使合金的熔点或指物嫌液相线渐度降低时,会使合金的扩散系数增加;反之则使扩散系数降低。

②形成碳化物的元素,如W、Mo、Cr能强烈阻止碳的扩散,降低碳的扩散唯手系数,不形成碳化物而溶于固体中的元素,如Co、Ni等(Si倒外)能提高碳的扩散系数。

以上内容参考网络-传递扩散系数

Ⅳ 影响扩散系数的因素有哪些

扩散系数的大小主要取决于扩散物质和扩散介质的种类及其温度和压力。

物质的分子扩散系数表示它的扩散能力,是物质的物理性质之一。根据菲克定律,扩散系数是沿扩散方向,在单位时间每单位浓度梯度的条件下,垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数。

扩散系数D与气体的浓度无直接关系,它随气体温度的升高及总压强的下降而加大。这可以用气体的分子运动论来解释。随着气体温度升高,气体分子的平均运动动能增大,故扩散加快,而随着气体压强的升高,分子间的平均自由行程减小,故扩散就减弱。

(4)合金的扩散系数越大说明什么扩展阅读

载流子扩散系数的原理:

大量粒子(原子、分子、载流子等)的热运动是一种混乱的布朗运动,速度很大,但是动量(包括方向)不确定。而粒子在热运动基础之上的定向运动主要有两种:

一是在浓度梯度驱动下的扩散运动

二是在外场作用下的漂移运动

这两种定向运动的速度都远小于热运动速度。特别对于带有电荷的载流子,如果既有电场的作用,又有浓度梯度的作用,则载流子就可能既有漂移运动,又有扩散运动。载流子漂移运动的快慢采用迁移率μ来表示,而扩散运动的快慢采用扩散系数D来表示。

Ⅳ 铜合金高温热扩散系数定义是什么

以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。纯铜呈紫红色﹐又称紫铜。纯铜密度为8.96﹐熔点为1083℃﹐具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。

Ⅵ 扩散系数和激活能成反比吗

扩散系数和激活能成反比。扩散系数与扩散激嫌顷活能和温度有关。亏者罩销闹扩散激话能线低扩散系数越大,因此激活能低的扩散方式的扩散系数较大。

Ⅶ 扩散系数越大越容易扩散吗

影响扩散的主要因素如下。

(1)温度

温度越高,原子的能量越大,越易发生迁移,扩散系数越大,扩散越快。

(2)固溶体类型

不同类型的固溶体,原子扩散机构不同,溶质原子的扩散激活能不同,间隙固溶体中溶质原子的扩散激活能一般都比置换固溶体中的小,所以扩散速度较大。

(3)晶体结构

总的来说,致密度越小的晶体结构,原子的扩散激活能越小,原子越易迁移,扩散系数越大,扩散速度越快。某些晶体结构原子的扩散还具有各向异性。

(4)晶体缺陷

由于金属外表面、晶界、亚晶界处晶格不同程度地产生畸变,能量比晶粒内部高,扩散激活能都较晶内小。并且由于以上所述各方面扩散激活能依次增高,因而表面扩散最快,晶界次之,亚晶界更次之,晶内最慢。位错线是晶格畸变的“管道”,原子沿这些“管道”扩散较晶内容易,因而在位错、空位等缺陷处的原子较完整晶格处的原子扩散速度快。晶体中点缺陷的数量越多,扩散越容易。

必须指出,对于间隙型原子的扩散,空位与位错的作用尚无定论。近年来某些研究认为,间隙原子跳进位错或空位中,相当于落入陷阱而使其扩散激活能增大,不利于进一步迁移。

(5)化学成分

在金属或合金中加入第二或第三元素时,有的可以加速扩散,有的则会减慢扩散,情况比较复杂,目前尚缺乏完整普通的理论。经对部分合金系统的成分与宽拍扩散悄巧消系数间关系的研究,总结出以下规律:

①当加入合金元素使合金的熔点或液相线温度降低时,会使合金的扩散系数增加;反之则使扩散系数降低。

②形成碳化物的元素,如W、Mo、Cr能强烈阻止碳的扩散,降低碳的扩散系数;不形成碳化物而溶于固溶体启知中的元素,如Co、Ni等(Si例外)能提高碳的扩散系数。

Ⅷ 扩散速度和扩散系数有什么关系

扩散速度只是通俗的说法桐中大,实际上就培掘是扩散系局竖数。

Ⅸ 为什么合金钢的扩散系数比碳钢高呢

钢加热的过程是一个热激活的过程,碳钢奥氏体转变时包括奥氏体的形核、碳化物的溶解、奥氏体的均匀化和奥氏体的晶粒长大四个过程,合金钢加热时,奥氏体化的过程与碳钢一样,整个过程都与钢种的碳的扩散密切相关,合金钢中合金元素对碳的扩散有影响。Cr、Mo、W、Ti、V等碳化物形成元素,与碳有较大的亲和力,阻碍碳嫌则在钢中的扩散,减慢了奥氏体的形成速度,只有Ni能提高碳在奥氏体中的扩散速度,增大奥氏体的形成速度。奥氏体形成后,合金钢中还有一部分未溶碳化物存在,为了增加伍羡碳化物的溶解量,需要增加加热时间,合金钢完成腔者拍这四个过程所需时间就要延长,在计算加热时间时,采用相对较大的加热系数。

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