扩散对材料显微结构金相分析图像显微镜厂家
显微结构和扩散
扩散对材料结构非常敏感。如考虑空位／置换扩散机制，晶体
材料中的晶格缺陷会对扩散过程造成显著影响。扩散的一个结果就
是，晶体材料中原子排列的(长程)有序性被破坏。显然，在位错、
晶界和表面等位置，原子排列的对称性也会遭到类似的破坏，所以
原子在这些缺陷处的扩散速率显然要比在理想晶体中大很多。
对于以空位机制为基础的晶界扩散来说，原子在晶界处的生成
焓和迁移焓可能比在块体内小得多，这是由晶界处原子间的非理想
键合状态造成的。从这个意义上讲，极端情况出现在材料表面，即
表面原子间的键的饱和状态低于块体内部。
计算机模拟结果表明，把晶界扩散认为是以空位为媒介的扩散
似乎太笼统了，其他机制也可能有助于晶界扩散。这表明，(自占)
间隙原子作为缺陷有利于原子从一个间隙位置跳跃到另一个间隙位
置或者和“非间隙”原子交换从而促进了物质传输，(自占)间障原
子在晶界处可能相对容易形成，并且对晶界扩散来说，它的作用与
空位同样重要。空位和间隙原子在晶界内或沿晶界的移动和跳跃可
能分别涉及一组原子的跳跃有关。有研究表明，环形机制对晶界扩
散也有贡献。
尽管上述对晶界扩散的描述很复杂，但实验测定和计算机模拟
都证明了晶界扩散满足阿伦尼乌斯型的温度变化关系，从而可以用
有效激活能来描述晶界扩散。之所以用“有效”这个词，是因为如
果每次缺陷迁移不得不发生一组原子的跳跃时，单个原子跳跃的激
活能也许不受速率控制。
