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1、第四章 固体中原子及分子的运动,气体： 扩散+对流,固体： 扩散,液体： 扩散+对流,金属,陶瓷,高分子,键属金,离 子 键,共价键,本章内容, 扩散的表象理论 扩散的原子机制 影响扩散的因素 陶瓷材料中扩散的主要特征 高分子材料中分子运动的规律, 4. 1 表象理论(Phenomenological laws),扩散(diffusion): 在一个相内因分子或原子的热激活运动导 致成分混合或均匀化的分子动力学过程,高碳含量区域,低碳含量区域,碳的扩散方向,Fe-C合金,4.1.1 菲克第一定律(Ficks first law),J: 扩散通量(mass flux), kg/(m2s) D:
2、扩散系数(diffusivity), m2/s : 质量浓度，kg/m3 : 浓度梯度,应用：测定碳在-Fe中的扩散系数,lr,稳态时: 单位时间内通过半径为r(r2rr1) 的圆柱管壁的碳量为常数: q/t,结论： 1. 当lnr与呈直线关系时， D与碳浓度无关 2. 当lnr与为曲线关系时， D是碳浓度的函数,4.1.2 菲克第二定律(Ficks second law),推导过程：菲克第一定律+质量守恒,在体积元(Adx)内,体积元内扩散物质质量的积存速率：,菲克第二定律,若D与浓度无关，则：,对三维各向同性的情况：,菲克定律描述了固体中存在浓度 梯度时发生的扩散，称为化学扩散,当扩散不依赖于浓度梯度，仅由 热振动而引起时，则称为自扩散,