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扩散与组织缺陷有何关系?
实际工程中应用的材料,都存在着大量的缺陷,很多材料甚至处 于非平衡状态,组织缺陷对扩散的影响十分显著,实际上在许多情况 下,组织缺陷决定了扩散的机制和速度。材料的晶粒越细,即材料一 定体积中的边界长度越大,则沿晶界扩散的现象越明显。沿晶界的扩 散与晶体的扩散不一样。英国物理学家费舍尔( Fisher)提出的沿晶扩 散模型认为,扩散沿品界进行得很快,沿边界进入的原子数量远超过 从表面直接进入品粒的原子数量。原子首先沿边界快速运动,而后再 从边界进入品粒内部,在晶界上的扩散路径与一般扩散不一样,品界 扩散原子的平均扩散距离与时间的四次方根成正比。 沿金属表面的扩散与该表面的结构有关。实际品体表面是不均匀 的,表面存在着不平和微观凸起,有时表面形成机械加工硬化,这使 表面层位错密度很高;再加上异种金属连接时,不同种材料原子间的 吸附与化学作用,使表面原子有很大的活性。对表面、边界和体积扩 散试验研究结果表明,表面扩散的激活能在三种形式的扩散中最小 即E表面<E边界<E体,在同样的温度下,扩散系数D表>D2n> D…积,即在表面扩散要快得多。
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