4 固体中的扩散 4.1 概述4.2 扩散定律 4.3 影响扩散的因素4.4 反应扩散4.5 离子晶体和共价晶体中的扩散4.6 纳米晶体材料的扩散4.7 非晶体中的扩散4.8 扩散与材料加工小结14.1 概述 扩散: 物质中原子(分子)热运动产生的物质迁 移现象。扩散是一种普遍的现象,如气体、液体中的扩散。固态扩散同样很普遍,如固态相变、成分均匀化、化学热处理、恢复再结晶等过程中均伴随扩散过程。2 扩散机制:原子如何在晶格内迁移,主要包括有空位扩散机制和间隙扩散机制。 4.1.1 扩散机制31. 空位机制空位扩散机制:处于晶体点阵结点位置的原子与近邻空位交 换位置而实现原子迁移。条件:扩散原子近邻存在空位;扩散原子具有扩散激活能。空位扩散激活能:空位形成能和跳动激活能 。图4-1 空位扩散机制示意图4间隙机制 间隙机制:间隙固溶体中,溶质原子从一个间隙位 置跳动到另一个间隙位置。扩散激活能:原子克服能垒实现跃迁的能量。图4-2 间隙扩散机制示意图5.1. 扩散的驱动力 原子扩散的驱动力是化学力或化学位梯度,其表达式为: 化学热力学:在恒温恒压下,固溶体各组元化学位相等,则处在热力学平衡