晶态固体中的扩散-材料科学基础-01.pdf

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晶态固体中的扩散-材料科学基础-01

第一章 晶态固体中的扩散 晶态固体中的扩散 《材料科学基础》第四章 重点内容: 1、固体中质点扩散的特点和扩散动力学方程:扩散 第一、第二定律、扩散方程的求解; 2、扩散驱动力及扩散机制:间隙扩散、置换扩散、 空位扩散; 3、扩散系数、扩散激活能、影响扩散的因素。 1 water adding dye partial mixing homogenization time 2 扩散现象(diffusion) 原子或离子迁移的微观过程以及由此引起的宏观 现象。 扩散现象的利用: 半导体掺杂 固溶体的形成 扩散 离子晶体的导电 固相反应 相变 烧结 材料表面处理 3 扩散的应用 (1) • 表面硬化: --Diffuse carbon atoms into the host iron atoms at the surface. --Example of interstitial diffusion is a case hardened gear. • Result: The Case is --hard to deform: C atoms lock planes from shearing. --hard to crack: C atoms put the surface in compression. 4 扩散的应用 (2) • 在硅中掺杂磷制备N型半导体: • Process: 0.5mm 1. Deposit P rich layers on surface. magnified image of a computer chip silicon 2. Heat it. 3. Result: Doped light regions: Si atoms semiconductor regions. silicon light regions: Al atoms SEM images and dot maps 5 扩散的定义: 扩散是一种由原子或分子热运动引起的物质传输过程。 或:原子或离子迁移的微观过程以及由此引起的宏观现 象。 材料工程中:烧结、渗碳、均匀化、析出、相变、腐蚀...

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