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物理学

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简述温度、固溶体类型、晶体结构、晶体学各向异性、浓度、晶体缺陷、第三元对扩散系数的影响及其原因。

正确答案: (1)温度升高,原子的自由能升高,在平衡位置附近的振动加剧,易于从一个平衡位置跳动到另一平衡位置,导致扩散系数增大。
(2)间隙固溶体的扩散激活能小,所以扩散系数较大;而置换固溶体的扩散激活能中包含空位形成能,扩散激活能较大,所以扩散系数较小。
(3)有些材料有多晶形性转变,晶体结构改变后扩散系数D也明显改变;另一方面,不同的溶剂对溶质的溶解度不同,形成的浓度梯度不同,也会影响扩散;
(4)晶体学的各向异性也会影响扩散。点阵对称性较差的晶体,其各个晶体学方向的扩散系数是有差别的。
(5)无论是置换固溶体还是间隙固溶体,其溶质原子的扩散系数都是随浓度的改变而改变的。如C在α-Fe中和C在γ-Fe中的扩散,含C量升高,扩散系数增大,在含C量较高时这种影响更明显。
(6)一般来说,晶体缺陷处是自由能较高的部位,原子通过缺陷进行扩散的激活能较低,所以晶体缺陷均可促进扩散。
(7)如果第三元不均匀分布,则不仅影响扩散速度,还可能影响扩散方向。
答案解析:
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