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1、置换型固溶体中的扩散 Kirkendall效应 这种由于Cu、Zn不同的扩散速率导致钼丝移动的现象叫柯肯达尔效应。相同的现象也出现在Ag-Au,Ag-Cu,Au-Ni,Cu-Al等扩散偶中。,复习二,Kirkendall效应证明了空位机制 根据源焊接面与标记面的相对位置,我们就能确定哪种元素扩散速率大,并可确空洞形成在哪一侧,反之也然.,复习二,达肯(Darken)在1948年对柯肯达尔作了表象的解析 或 式中x1和x2分别表示组元1和组元2地摩尔分数。由上式可知,当组元1和组元2地扩散系数D1和D2相同时,标记飘移速度为零。,复习二,达肯引入互扩散系数,得出置换固溶体中的组元仍具有菲克第一定
2、律的形式:,在稀薄固溶体中,互扩散系数接近原子本征扩散系数,复习二,1.扩散系数D与浓度相关时的求解,上式表明,在x0平面两侧组元的扩散通量相等,方向相反,此时扩散的净通量为零,也就是吴野面两侧的影线面积相等。,复习二,2.扩散的热力学分析扩散的驱动力是化学势梯度,当,时,D0,为“下坡”扩散,当,时,D0,为“上坡”扩散,复习二,习题,1、若Cu-Al组成的互扩散偶发生扩散时,界面标志物将向哪侧方向移动?空位或空洞在哪侧聚集?用图示说明。2、设纯铬和纯铁组成扩散偶,扩散1小时后,Matano平面移动了1.5210-3cm。已知摩尔分数CCr=0.478时,=126/cm,互扩散系数=1.4310-9cm2/s,试求Matano面的移动速度和铬、铁的本征扩散系数DCr,DFe。(实验测得Matano面移动距离的平方与扩散时间之比为常数。),1、因为Al的熔点低于Cu,故DAlDCu,因此标记面向Al一侧移动,空洞和空位也在Al一侧的晶界上聚集。,习题答案,习题答案,2、根据Kirkendall效应,标记移动速度为:互扩散系数为:根据已知条件:x2/t=k联立上述三个方程,即可解得:DCr=2.2310-9(cm2/s)DFe=0.5610-9(cm2/s),