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擴散與組織缺陷有何關系?
實際工程中應用的材料,都存在著大量的缺陷,很多材料甚至處 于非平衡狀態,組織缺陷對擴散的影響十分顯著,實際上在許多情況 下,組織缺陷決定了擴散的機制和速度。材料的晶粒越細,即材料一 定體積中的邊界長度越大,則沿晶界擴散的現象越明顯。沿晶界的擴 散與晶體的擴散不一樣。英國物理學家費舍爾( Fisher)提出的沿晶擴 散模型認為,擴散沿品界進行得很快,沿邊界進入的原子數量遠超過 從表面直接進入品粒的原子數量。原子首先沿邊界快速運動,而后再 從邊界進入品粒內部,在晶界上的擴散路徑與一般擴散不一樣,品界 擴散原子的平均擴散距離與時間的四次方根成正比。 沿金屬表面的擴散與該表面的結構有關。實際品體表面是不均勻 的,表面存在著不平和微觀凸起,有時表面形成機械加工硬化,這使 表面層位錯密度很高;再加上異種金屬連接時,不同種材料原子間的 吸附與化學作用,使表面原子有很大的活性。對表面、邊界和體積擴 散試驗研究結果表明,表面擴散的激活能在三種形式的擴散中最小 即E表面<E邊界<E體,在同樣的溫度下,擴散系數D表>D2n> D…積,即在表面擴散要快得多。
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