第12讲扩散机制以及影响扩散因素、扩散驱动力

第十二讲扩散机制以及影响扩散因素、扩散驱动力

1.空位扩散与间隙扩散

考点再现：10年以填空的形式考察了间隙扩散和空位扩散两种金属晶体的扩散机制，对于自扩散的定义在08年以前的考试中出现过。

考试要求：对定义的记忆，这一部分今年是可能出填空或者名词解释题的。

知识点

金属晶体的扩散机制由（间隙扩散）和（空位扩散）。★★★

间隙扩散：指小尺寸的原子在金属晶体内的扩散，间隙原子从一个八面体间隙运动到临近八面体间隙的过程。★★

空位扩散：晶格结点某处原子空缺时，相邻原子可能跃迁到此空穴位置，月前后又留下新的空穴，原子的这种扩散运动方式叫做空位扩散。★★

自扩散：当晶体内完全是同类原子时，原子在纯材料中的扩散称为自扩散。★★★★

扩散系数表达式★★★

2.柯肯达尔效应

考点再现：唯一的考点，柯肯达尔效应，09年出现过，10年没有考，11考考的可能性极大，大家要充分重视。

考试要求：在理解的基础上记忆，不知道在这个方面会不会增加难度，如果增加难度，比如说给大家一个实际的问题或者现象，让大家解释原因或者原理，大家不要忘记柯肯达尔效应，对于扩散方面能够解决很多的问题。

知识点

柯肯达尔效应的理解，举例说明柯肯达尔效应。★★★★★

黄铜内流出的Zn原子多，铜盒中Cu原子流入黄铜内较少，Zn和Cu原子两者的扩散速度不一样，使Mo丝的间距发生变化。由于界面两侧的两种原子，在互相扩散到对方的基体中，当其扩散速率不相等时，会发生原始界面的移动，界面移向原始扩散速度较大的一边，这种效应称为柯肯达尔效应。

以上的部分是对于柯肯达尔效应的题目的标准的答法，是命题教师知道我们做出的，所以大家要在理解的基础上对其进行记忆，而且尽量按照上面的内容来答。

3.影响扩散的因素与扩散驱动力

考点再现：10年简答题出现了影响激活能的主要因素，影响扩散的因素在08年之前也出现过，这一部分的内容非常适合出填空题，所以大家要重视。

考试要求：这一部分大家记忆即可，但是如果是出简答题，就要求我们知道更多的信息，多答一些内容，将每一个小点加以扩充了。

知识点

影响扩散的因素：扩散系数D0，扩散激活能Q，温度T。★★★★

要解释一下各个因素是如何影响扩散的

扩散系数越大，越有利于扩散

扩散激活能越低，愈有利于扩散，温度越高，越有利于扩散

影响激活能Q的主要因素：★★★

（1）扩散机制（间隙扩散与空位扩散）

（2）晶体结构（面心立方，体心立方，密排六方）

（3）原子结合力（结合力强，扩散激活能高）

（4）合金成分（合金原始使熔点升高或降低）

扩散的驱动力：化学位梯度，所以可以发生上坡扩散。★★★

4.冷变形金属的组织与性能

考点再现：形变织构的以名词解释的形式出现在10年的考试中，残余应力也在08年考过名词解释，其他的部分还没有出现在考研试题上，但是对于冷变形金属的力学性能这种考点来说，这应当算作是一个常识，是每个学金属的学生必须知道的东西。

考试要求：形变织构，纤维组织，残余应力的概念的记忆，对于变形性能的理解。

知识点

形变强化使强度（提高），塑性（降低）。★★★

冷变形金属力学性能★★★

要求图的理解：随着变形的增加，金属的屈服强度和抗拉强度在不断地提高，特别是屈服强度升高的很快，导致屈强比增大，塑性降低。

纤维组织：等轴晶经过拉拔和冷轧之后，晶粒沿着拉拔和轧制方向伸长，当变形量很大时，晶界变得模糊不清，这就是纤维组织，另外，金属中含第二项时，夹杂物也呈条带状分布，也叫做纤维组织。★★★

纤维组织存在各项异性。

形变织构：金属在形变时，晶体的滑移面会转动，使滑移层逐渐转向与拉力轴平行。由于各个晶粒的某个相同的滑移系，在变形量较大时都逐渐转向于拉力轴平行，也就是说，原来的各个晶粒是任意取向的，现在由于晶粒的转动使各晶粒的取向趋于一致，这就形成了晶体的择优取向。★★★★

残余应力：金属冷变形时，由于各部分变形程度的不同，变形后在金属内部残留的应力。残余应力分类：宏观应力和显微应力。★★★

同学们，以上就是第十二讲的主要内容，最重要的考点是柯肯达尔效应的理解，其他考点还有影响扩散的因素，扩散激活能的影响因素等，金属的扩散机制也是重要内容，好了这一讲就到这里。

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第十三讲金属变形、弹性变形、滑移挛晶变形