自由能与吸附原理.pptVIP

其中： 扩散系数热力学因子 对于理想混合体系 自扩散系数； 活度系数 对于非理想混合体系 当 时，Di＞0，称为正常扩散，在这种情况下物质流将由高浓度处流向低浓度处，扩散的结果使溶质趋于均匀化。 ① ②当 时，Di＜0， 称为反常扩散或逆扩散。 与上述情况相反，扩散结 果使溶质偏聚或分相。 逆扩散实例 ： 固溶体中发生某些元素的偏聚 空位扩散：晶体中的空位跃迁入邻近原子，而原子 反向跃迁入空位 扩散系数 （1）空位扩散系数 —— 在空位机构中，空位与邻近结点原子的距离 f —— 结点原子成功跃迁到空位中的频率 ＝Ka0 可供空位跃迁的结点数 ：A 晶体内的空位浓度（缺陷浓度） 质点跃迁到邻近空位的跃迁频率 f 即： 因此：空位扩散系数（DV） ：几何因子 （2）间隙扩散系数 由于晶体中间隙原子浓度往往很小，所以实际上间隙原子所有邻近间隙位置都是空的。因此，可供间隙原子跃迁的位置几率可近似地看成为1。 因此：间隙机构的扩散系数(Di) 因此：空位间隙扩散系数统一起来 其中：Do——频率因子 Q —— 扩散活化能 空位扩散：空位形成能＋空位迁移能 间隙扩散：间隙原子迁移能 （3）本征扩散与非本征扩散 本征点缺陷（弗、肖）— 本征扩散 掺杂点缺陷 — 非本征扩散 由本征点缺陷产生的空位浓度： 空位来源： 由掺杂点缺陷产生的空位浓度：Ni 总的空位浓度： 则： 讨论： 扩散为本征缺陷所控制，扩散系数为本征扩散系数 a. 高T时，晶体结构中 b. 低T时，晶体结构中 扩散掺杂点缺陷所控制，扩散系数为非本征扩散系数 NaCl单晶中Na+的自扩散系数 （4）非化学计量氧化物中的扩散 非化学计量空位 金属离子空位型氧离子空位型 a. 金属离子空位型： 环境中氧分压升高，如: Fe1-XO 平衡时： 则，非化学计量空位浓度 ： 金属离子空位型扩散系数： b. 氧离子空位型：环境中氧分压降低 反应平衡常数： 则，非化学计量空位浓度 ： 氧离子空位型扩散系数： 影响扩散的因素 扩散介质结构的影响 扩散介质结构越紧密，扩散越困难，反之亦然 扩散相与扩散介质的性质差异 扩散相与扩散介质性质差异越大，扩散系数也越大 当扩散介质原子附近的应力场发生畸变时，较易形成空位并降低扩散活化能而有利于扩散。故扩散原子与介质原子间性质差异越大，引起应力场的畸变也愈烈，扩散系数也就愈大 若干金属在铅中的扩散系数 结构缺陷的影响 在金属材料和离子晶体中，原子或离子在晶界上扩散远比在晶粒内部扩散来得快。 在离子型化合物中，一般规律为： QS＝0.5Qb； Qg＝0.6～0.7Qb QS、Qg、Qb分别为表面扩散、晶界扩散和晶格内扩散的活化能 温度与杂质的影响 Ag的自扩散系数Db，晶界扩散系数Dg 和表面扩散系数Ds （1）T的影响 扩散活化能：Q越大，T对D的影响越敏感 （2）杂质的影响 高价离子：一般可造成阳离子空位和晶格畸变，D增大 杂质与介质形成化合物：扩散活化能升高，D减小 空位发生缔合：总空位浓度增加，D增大 思考题： 物理吸附与化学吸附是否可以同时存在，为什么？ 表面粗糙度对润湿如何影响？为什么？ 实验安排： 从下一周开始连续四周（第十二周到第十五周），周三的教学时间用于实验教学环节 第十六周的周三暂定为实验教学环节 请各班班长尽快与负责实验的催老师联系，协商具体实验事宜 电话手机 B-E-T吸附公式 式中： V—气体平衡分压为P时的实际吸附量 Vm—气体在固体表面的饱和吸附量 Ps—实验温度下吸附质的饱和蒸气压 C—与吸附热有关的常数 一定体系， 一定T下， C、 Ps、 Vm 均为常数 B-E-T吸附公式适用范围：单分子层吸附 多分子层物理吸附的主要类型 B-E-T吸附公式的主要用途：测定固体的比表面 B-E-T公式重排后： A:吸附质 分子的截 面积(m2) W —— 吸附剂的重量(g) 莱宾杰尔效应 由于环境介质的 可逆 物理（或者物理/化学）过程致使固体表面能降低，使得材料本身力学性能显著改变的效应。 单晶锡在混脂凡士林油溶液中的拉伸图 1. 纯凡士林 4. 0.2 % 混脂酸 3. 0.5 % 混脂酸 2. 0.1 % 混脂酸 环境介质的影响有很明显的化学特征； 1 表面活性熔融物的作用十分迅速