第七章 扩散与固相反应 7.1 晶体中扩散的基本特点与宏观动力学方程 7.2 扩散过程的推动力、微观机构与扩散系数 7.3 影响扩散的因素 7.4 固相及其动力学特征 7.5 固相反应动力学方程 7.6 影响固相反应的因素7.1 扩散基本特点与宏观动力学方程 扩散:是由于大量原子的热运动引起的物质的宏 观迁移。 一、扩散特点 固体质点间作用力较强,开始扩散的温度较高, 但低于其熔点温度;晶体中质点以一定方式堆积 ,质点迁移必须跃过势垒,扩散速率较低。 扩散通量 扩散通量单位时间内通过单位横截面的 粒子数。用J表示,为矢量(因为扩散流具有方 向性) 量纲:粒子数/(时间.长度 2 ) 单位:粒子数/(s.m 2 ) 二、 扩散动力学方程 1. 菲克第一定律(Fick,1858) 在扩散过程中,单位时间内通过单位横截面积的 质点数目(扩散流量浓度)J正比于扩散质点的浓 度梯度C。 D扩散系数,m 2 /s或cm 2 /s 负号:质点从浓度高处向浓度低处扩散, 即逆浓度梯度方向扩散。 应用: 菲克第一定律是描述质点定向扩散的基本 方程,它可直接用于求解扩散质点浓度分 布不随时间变化的稳定扩散