固态相变习题与解答.pdf

. 1、解释下列名词： 自扩散、化学扩散、间隙扩散、置换扩散、互扩散、晶界扩散、上坡扩散 2、什么叫原子扩散和反应扩散 ? 3、什么叫界面控制和扩散控制 ?试述扩散的台阶机制 ? [ 简要解答 ] 生长速度基本上与原子的扩散速率无关，这样的生长过程称为界面控制。 相的生长或溶解为原子扩散速率所控制的扩散过程称为扩散控制。 如题 3 图， 相和 相共格，在 DE 、FG 处，由于是共格关系，原子不易停留，界面 活动性低，而在台阶的端面 CD 、EF 处，缺陷比较多，原子比较容易吸附。因此， 相的 生长是界面间接移动。随着 CD 、EF 的向右移动，一层又一层，在客观上也使 相的界面 向上方推移，从而使 相生长。这就是台阶生长机制，当然这种生长方式要慢得多。 题 3 图 台阶生长机制 4、扩散的驱动力是什么 ?什么是扩散热力学因子 ? 5、显微结构的不稳定性主要是由哪些因素造成的 ? 6、什么是 Gibbs-Thomson 效应 ?写出其表达式。 7、什么是 Ostwald Ripening Process ? 写出描述其过程的表达式，总结其过程规律 ? -17 2 8、在 500℃时， Al 在 Cu 中的扩散系数为 2.6 ×10 m /s ，在 1000 ℃时的扩散系数为 1 -12 2 ×10 m /s 。求： 1）这对扩散偶的 D 0 、Q 值； 2 ）750 ℃时的扩散系数。 -17 3，在离 X 点 2mm 9、 当 Zn 向 Cu 内扩散时， 已知：X 点处的 Zn 含量为 2.5 ×10 a/cm 处的 Y 点，在 300 ℃时每分钟每 mm2 要扩散 60 个原子。问： Y 点处的 Zn 浓度是多少 ? -14 2 10、将 Al 扩散到硅单晶中， 问：在什么温度下， 其扩散系数为 10 m /s ? ( 已知：Q = 73000 -4 2 cal./mol, D 0 = 1.55 ×10 m /s ) 11、在 1127℃某碳氢气体被通入到一低碳钢管 （管长 1m，管内径 8 mm ，外径 12 mm ）。 . . 管外保持为纯氢气氛， 有可能使管外表面的碳活度降低到最低限度。 假设在碳氢气体中的碳 活度是很高的，以致于在气氛中有固体颗粒碳。已知：在 1127℃时，碳的扩散系数为 D = 6 - 6 2 ×10 cm /s。试计算通碳氢气体 100 小时后，会有多少碳扩散到管的外面来