金属实验力学分析检测用分析图像显微镜厂家
晶体缺陷的影响空位对以空位机制进行扩散的原子的迁移有直接的促进
作用,因为它无须提供空位能,因而降低了扩散激活能,提高了扩散系数
,加快了扩散速度。若将高温形成的较高的平衡空位浓度保留到低温,也
能使低温下的扩散系数增大。
位错造成的晶格畸变使在位错附近的置换型原子的扩散激活能显著降
低(约为正常晶格中扩散激活能的一半)。因此,以空位机制进行扩散的原
子,通过位错造成的扩散“管道”进行扩散要快得多。所以,焊接接头中
应力及变形区可促进原子的扩散。
空位及位错造成的晶格畸变可加快原子的扩散,通常是对置换型原子
的扩散而言。但是对间隙扩散的原子来说,则恰恰相反,因为这种晶格畸
变处的能级较低,扩散的原子一旦“掉入”,要再想“逃出”就必须获得
更大的能量才有可能,这就形成了这种原子的“陷阱”。若在此处再由原
子复合为分子,其本身所具有的能量进一步降低,就更难“逃出”这种“
陷阱”。所以,这种晶格畸变可造成这里氢的集聚。
在晶体的表面及晶界处,原子排列较不规则,与晶内原子相比,处于
较高能量状态,因而扩散系数增大。
上坡扩散
从扩散定律可知,扩散物质原子应该是由高浓度向低浓度迁移的,这种
扩散叫下坡扩散,,下坡扩散主要是存在浓度梯度dC/dx的缘故。但在一
些条件下,扩散物质原子却是由低浓度向高浓度迁移的,这种扩散叫上坡
扩散。因此,扩散的驱动力并非真正是浓度梯度的存在,而是另有原因。
根据热力学分析,扩散物质原子的迁移应该是系统自由能降低的过程
,是自动进行的。那么,上坡扩散表明,低浓度物质原子却是可以向高浓
度方向迁移的。也就是说,上坡扩散是发生在物质浓度高的一方的自由能
反而比物质浓度低的一方的自由能低。其实,扩散的驱动力实质上是化学
位梯度的存在,扩散物质原子是从高化学位向低化学位方向迁移的。这也
说明扩散物质原子浓度的高低,并不表明其化学位的高低。其化学位梯度
,或者说自由能的梯度并不总与浓度梯度相一致。在一般情况下,浓度梯
度与化学位梯度是一致的;