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合金的擴散系數越大說明什麼

發布時間:2023-05-01 08:36:06

Ⅰ 反應擴散的影響擴散的因素

1.溫度升高,擴散原子獲得能量超越勢壘幾率增大且空位濃度增大,有利擴散,對固體中擴散型相變、晶粒長大化學熱處理有重要影響。
工業滲碳:1027℃比927℃時,D增加三倍,即滲碳速度加快三倍。
2.晶體缺陷
短路擴散:原子沿點、線、面缺陷擴散速率比沿晶內體擴散速率大,沿面缺陷的擴散(界面、晶界):原子規則
排列受破壞,產生畸變,能量高, 所需擴散激活能低
F10-18:單晶、多晶擴散。
低溫下明顯,高溫下空位濃度多,晶界擴散被晶內擴散掩蓋。
晶粒尺寸小,晶界多,D明顯增加,F10-19:不同晶粒大小的擴散系數。
沿線缺陷(位錯)的擴散
位錯象一根管道,沿位錯擴散激活能很低,D可以很高 ,但位錯截面積總分數很少,只在低溫時明顯,如低溫時
過飽和固溶體分解時沉澱相在位錯形核冷變形,增加界面及位錯,促進擴散。
3.晶體結構的影響
a.同素異晶轉變的金屬中,D隨晶體結構改變,910℃, Dα-Fe/Dγ-Fe=280, α-Fe緻密度低,且易形成空位。
b.晶體各向異性使D有各向異性
鉍擴散的各向異性
菱方系Bi沿C軸的自擴散為垂直C軸方向的1/106
六方系的Zn:
平行底面的自擴散系數大於垂直底面的, 因底面原子排
列緊密, 穿過底面困難。
4.固溶體類型:
間隙原子擴散激活能小於置換式原子擴散激活能,缺位式固溶體中缺位數多,擴散易進行。
5.擴散元素性質:
擴散原子與溶劑金屬差別越大,擴散系數越大,差別指原子半徑、熔點、固溶度等。
6. 擴散元素濃度
溶質擴散系數隨濃度增加而增大
相圖成分與擴散系數的關系,溶質元素使合金熔點降低,D增加,反之,D降低。
7. 第三元素(或雜質)影響復雜
圖:合金元素對碳在γ-Fe中的擴散影響
如碳在r-Fe中擴散系數跟碳與合金元素親和力有關 。
a.形成碳化物元素:
如W、Mo、Cr等,降低碳的擴散系數
b. 形成不穩定碳化物:
如Mn,對碳的擴散影響不大
c.不形成碳化物元素:
影響不一,如Co、Ni w可提高C的擴散,而Si則降低碳的擴散。

Ⅱ 分析論述影響金屬和合金中原子擴散的主要因素。

影響擴散的因素
1.
溫度,溫度越高,越易擴散。
2.
金屬鍵的鍵能,鍵能越弱,越易擴散。
3.
在間隙固溶體中,擴散激活能較小,原子擴散較快;在置換固溶體中擴散激活能比間隙
擴散大得多。
4.
金屬晶體的原子堆疊方式。越疏鬆,越易擴散。
5.
晶粒尺寸越小,金屬的晶界面積越多,晶界擴散對擴散系數的貢獻就越大。
6.
晶體中的位錯對擴散也有促進作用

Ⅲ 擴散系數越大越容易擴散嗎

是的。

在菲克定律及許多物理化學的方程中都有提及擴散系數。擴散系數一般都是用在多成分的系統中,會列出二個成分,而且成對比較。此成分的擴散系數越高,它越容易擴散到其他成分中。

一般而言,一般化合物對空氣的質量擴散率約為對水的質量擴散率的10000倍,二氧化碳對空氣的質量擴散率為16 mm2/s,對水的擴散率則為0.0016 mm2/s。

影響擴散的主要因素

(1)溫度

漸度越高,原子的能量越大,越易發生遷移,擴散系數越大,擴散越快。

(2)固溶體類型

不同類型的固溶體,原子擴散機構不同,溶質原子的擴散激活能不同,間隙固溶體中溶質原子的擴散激活能一般都比置換固溶體中的小,所以擴散速度較大。

(3)晶體結構

總的來說,緻密度越小的晶體結構,原子的擴散激活能越小,原子越易於遷移,擴散系螞叢數越大,擴散速度越快。某些晶體結構原子的擴散還具有各向異性。

(4)晶體缺陷

由於金屬外表面、晶界、亞晶界處晶格不同程度地產生畸變,能量比晶粒內部高,擴散激活能都較晶內小。並且由於以上所述各方面擴散激活能依次增高,因而表面擴散最快,晶界次之,亞晶界更次之,晶內最慢。位錯線是晶格畸變的「管道」,原子沿這些「管道」擴散較晶內容易,因而在位錯、空位等缺陷處的原子較完整晶格處的原子擴散速度快。晶體中點缺陷的數量越多,擴散越容易。

必須指出,對於間隙型原子的擴散,空位與位錯的作用尚無定論。近年來苛些研究認為,間隙原子跳進位錯或空位中,相當於落入陷阱而使其擴散激活能增大,不利於進一步遷移。

(5)化學成分

在金屬或合金中加入第二或第三元素時,有的可能加速擴散,有的則會減慢擴散,情況比較復雜,目前尚缺乏完整為通的理論,經對部分合金系統的成分與擴散系數間關系的研究,總結出以下規律:

①當加入合金元素使合金的熔點或指物嫌液相線漸度降低時,會使合金的擴散系數增加;反之則使擴散系數降低。

②形成碳化物的元素,如W、Mo、Cr能強烈阻止碳的擴散,降低碳的擴散唯手系數,不形成碳化物而溶於固體中的元素,如Co、Ni等(Si倒外)能提高碳的擴散系數。

以上內容參考網路-傳遞擴散系數

Ⅳ 影響擴散系數的因素有哪些

擴散系數的大小主要取決於擴散物質和擴散介質的種類及其溫度和壓力。

物質的分子擴散系數表示它的擴散能力,是物質的物理性質之一。根據菲克定律,擴散系數是沿擴散方向,在單位時間每單位濃度梯度的條件下,垂直通過單位面積所擴散某物質的質量或摩爾數。

擴散系數D與氣體的濃度無直接關系,它隨氣體溫度的升高及總壓強的下降而加大。這可以用氣體的分子運動論來解釋。隨著氣體溫度升高,氣體分子的平均運動動能增大,故擴散加快,而隨著氣體壓強的升高,分子間的平均自由行程減小,故擴散就減弱。

(4)合金的擴散系數越大說明什麼擴展閱讀

載流子擴散系數的原理:

大量粒子(原子、分子、載流子等)的熱運動是一種混亂的布朗運動,速度很大,但是動量(包括方向)不確定。而粒子在熱運動基礎之上的定向運動主要有兩種:

一是在濃度梯度驅動下的擴散運動

二是在外場作用下的漂移運動

這兩種定向運動的速度都遠小於熱運動速度。特別對於帶有電荷的載流子,如果既有電場的作用,又有濃度梯度的作用,則載流子就可能既有漂移運動,又有擴散運動。載流子漂移運動的快慢採用遷移率μ來表示,而擴散運動的快慢採用擴散系數D來表示。

Ⅳ 銅合金高溫熱擴散系數定義是什麼

以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構成的合金。純銅呈紫紅色﹐又稱紫銅。純銅密度為8.96﹐熔點為1083℃﹐具有優良的導電性﹑導熱性﹑延展性和耐蝕性。主要用於製作發電機﹑母線﹑電纜﹑開關裝置﹑變壓器等電工器材和熱交換器﹑管道﹑太陽能加熱裝置的平板集熱器等導熱器材。常用的銅合金分為黃銅﹑青銅﹑白銅3大類。

Ⅵ 擴散系數和激活能成反比嗎

擴散系數和激活能成反比。擴散系數與擴散激嫌頃活能和溫度有關。虧者罩銷鬧擴散激話能線低擴散系數越大,因此激活能低的擴散方式的擴散系數較大。

Ⅶ 擴散系數越大越容易擴散嗎

影響擴散的主要因素如下。

(1)溫度

溫度越高,原子的能量越大,越易發生遷移,擴散系數越大,擴散越快。

(2)固溶體類型

不同類型的固溶體,原子擴散機構不同,溶質原子的擴散激活能不同,間隙固溶體中溶質原子的擴散激活能一般都比置換固溶體中的小,所以擴散速度較大。

(3)晶體結構

總的來說,緻密度越小的晶體結構,原子的擴散激活能越小,原子越易遷移,擴散系數越大,擴散速度越快。某些晶體結構原子的擴散還具有各向異性。

(4)晶體缺陷

由於金屬外表面、晶界、亞晶界處晶格不同程度地產生畸變,能量比晶粒內部高,擴散激活能都較晶內小。並且由於以上所述各方面擴散激活能依次增高,因而表面擴散最快,晶界次之,亞晶界更次之,晶內最慢。位錯線是晶格畸變的「管道」,原子沿這些「管道」擴散較晶內容易,因而在位錯、空位等缺陷處的原子較完整晶格處的原子擴散速度快。晶體中點缺陷的數量越多,擴散越容易。

必須指出,對於間隙型原子的擴散,空位與位錯的作用尚無定論。近年來某些研究認為,間隙原子跳進位錯或空位中,相當於落入陷阱而使其擴散激活能增大,不利於進一步遷移。

(5)化學成分

在金屬或合金中加入第二或第三元素時,有的可以加速擴散,有的則會減慢擴散,情況比較復雜,目前尚缺乏完整普通的理論。經對部分合金系統的成分與寬拍擴散悄巧消系數間關系的研究,總結出以下規律:

①當加入合金元素使合金的熔點或液相線溫度降低時,會使合金的擴散系數增加;反之則使擴散系數降低。

②形成碳化物的元素,如W、Mo、Cr能強烈阻止碳的擴散,降低碳的擴散系數;不形成碳化物而溶於固溶體啟知中的元素,如Co、Ni等(Si例外)能提高碳的擴散系數。

Ⅷ 擴散速度和擴散系數有什麼關系

擴散速度只是通俗的說法桐中大,實際上就培掘是擴散系局豎數。

Ⅸ 為什麼合金鋼的擴散系數比碳鋼高呢

鋼加熱的過程是一個熱激活的過程,碳鋼奧氏體轉變時包括奧氏體的形核、碳化物的溶解、奧氏體的均勻化和奧氏體的晶粒長大四個過程,合金鋼加熱時,奧氏體化的過程與碳鋼一樣,整個過程都與鋼種的碳的擴散密切相關,合金鋼中合金元素對碳的擴散有影響。Cr、Mo、W、Ti、V等碳化物形成元素,與碳有較大的親和力,阻礙碳嫌則在鋼中的擴散,減慢了奧氏體的形成速度,只有Ni能提高碳在奧氏體中的擴散速度,增大奧氏體的形成速度。奧氏體形成後,合金鋼中還有一部分未溶碳化物存在,為了增加伍羨碳化物的溶解量,需要增加加熱時間,合金鋼完成腔者拍這四個過程所需時間就要延長,在計算加熱時間時,採用相對較大的加熱系數。

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