第八章扩散答案..doc

第八章 扩散 一、是非题 1.?????（错）扩散一定从高浓度到低浓度。 2. （对）原子扩散的驱动力是化学位梯度。??（）。 D0为与晶格结构和扩散方向有关的常数（）对扩散D的影响因素主要是温度及扩散激活能。 二、选择题 1.???? 在扩散系数的热力学关系中，称为扩散系数的热力学因子。在非理想混合体系中： 当扩散系数的热力学因子＞0时，扩散结果使溶质 （ ） A. 发生偏聚 B. 浓度不改变 C. 浓度趋于均匀 A.?? 发生偏聚 B.?? 浓度不改变 C.?? 浓度趋于均匀 2.???? 在扩散系数的热力学关系中，称为扩散系数的热力学因子。在非理想混合体系中： 当扩散系数的热力学因子＜0时，扩散结果使溶质 （ ） A. 发生偏聚 B. 浓度不改变 C. 浓度趋于均匀 3.原子扩散的驱动力是 。 A.组元的浓度梯度 B. 组元的化学位梯度 C. 扩散的温度 D.扩散的时间 4. 受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散是 。 A. 本征扩散 B. 非本征扩散 C. 正扩散 D. 逆扩散 的扩散是 。 A. 本征扩散 B. 非本征扩散 C. 正扩散 D. 逆扩散 本征扩散本征扩散．Zn2+在 Zn中扩散时，563 ℃时的扩散系数为3×10-4cm2/s; 450 ℃时的扩散系数为1.0×10-4cm2/s ，求： ???(1）扩散的活化能和D0； ???(2） 750 ℃时的扩散系数。 解：(1) D=D0exp(-Q/RT)?????? T=563+273=836K时，D=3×10-4cm2/s?????? T=450+273=723K时，D=1.0×10-4cm2/s?????? 代入上式可求 Q=48875J，D0=.392×10-1cm2/s?????? (2)D=D0exp（-Q/RT）=3.392×10-exp（-48875/1023R）=1.08×10-3cm2/s 2. 当锌向铜内扩散时，已知在x点处锌的含量为2.5×1017个锌原子/cm3， 300 ℃ 时每分钟每m2要扩散60个锌原子，求与x点相距2mm处锌原子的浓度。（已知锌在铜内的扩散体系中D0=0.34×10-14m2／s ； Q=.85kJ／mol ） 解：看成一维稳定扩散，根据菲克第一定律 JX=60个/60S·cm22.5×1017个锌原子/cm3 扩散系数宏观表达式 D=D0exp(-Q/RT)?????? D0=0.34×10-14m2/s?????????R=8.314J/mol·K， T=300+273=573K?????? D=0.34×10-14exp(-3.88)=0.34×10-14×0.02=6.8×10-17m2/s ??????2.94×1017个/m3＝2.5×1023－Cx＋2 Cx＋2＝2.5×1023个/m3 3．在某种材料中，某离子的晶界扩散系数于体积扩散系数分别为Dg＝2.00×10-10exp（－19100/T）和Dv＝2.00×10-4exp（－38200/T）。试求晶界扩散系数和体积扩散系数分别在什么温度范围内占优势？ 解：当Dg＞Dv时，晶界扩散系数占优势。 2.00×10-10exp（－19100/T）＞2.00×10-4exp（－38200/T） 得T＜1382.5K 解：当Dg＜Dv时，体积扩散系数占优势。 T＞1382.5K 当Dg＝Dv时，两种扩散系数相等 T=1382.5K 膜片两侧的氮浓度梯度为 （2分） 根据菲克第一定律 （3分） 5.在恒定源条件下820 ℃时，经1小时的渗碳，可得到一定厚度的表面渗碳层，若在同样条件下，要得到两倍厚度的渗碳层需要几个小时 ?根据恒定源扩散深度?????? 要得到两倍厚度的渗碳层，需4h。．γ-Fe中扩散，D0＝2.0×10－γ-Fe中927℃时的扩散系数。并计算为了得到与927℃渗碳10h相同厚度的渗碳层，在870℃渗碳需要多长时间？（8分） 解： =2.0×10－5exp（－140×103/(8.314×1200) （T=1200K）不稳定扩散中恒定源扩散问题 （2分） 已知x不变，∴D1200 t1=D1143t2 已知D1，D2，t1，求