S1扩散的宏观规律无机材料科学基础第八章扩散2、稳定扩散和不稳定扩散1）稳定扩散稳定扩散是指在垂直扩散方向的任一平面上，单位时间内通过该平面单位面积的粒子数一定，即任一点的浓度不随时间而变化ac=02）不稳定扩散at不稳定扩散是指扩散物质在扩散介质中浓度随时间发生变化。扩散通量与位置有关。扬北联后大学
§1 扩散的宏观规律 无机材料科学基础 第八章 扩散 2、稳定扩散和不稳定扩散 1）稳定扩散 稳定扩散是指在垂直扩散方向的任一平面上，单位时间 内通过该平面单位面积的粒子数一定，即任一点的浓度 不随时间而变化 2）不稳定扩散 不稳定扩散是指扩散物质在扩散介质中浓度随时间发生 变化。扩散通量与位置有关。 = 0 t C
S1扩散的宏观规律无机材料科学基础第八章 扩散（二）菲克第一定律1858年，菲克（Fick）参照了傅里叶（Fourier）于1822年建立的导热方程，获得了描述物质从高浓度区向低浓度区迁移的定量公式。假设有一单相固溶体，横截面积为A，浓度C不均匀，在dt时间内，沿方向通过某处截面所迁移的物质的量与该处的浓度梯度成正比：ACdmA△tAm ocAxrAdt负号表示扩散的方向与浓度梯度相反西北联后大零
§1 扩散的宏观规律 无机材料科学基础 第八章 扩散 （二）菲克第一定律 1858年，菲克（Fick）参照了傅里叶（Fourier ）于1822年建立的导热方程，获得了描述物质从高 浓度区向低浓度区迁移的定量公式。 假设有一单相固 溶体，横截面积为A，浓度C不均匀，在dt时间内，沿 方向通过某处截面所迁移的物质的量与该处的浓度梯 度成正比： A t x C m ( ) x C D Adt dm = − 负号表示扩散的方向与浓度梯度相反
S1扩散的宏观规律无机材料科学基础 第八章 扩散C=CiC>CC=C22原始状态C2最终状态Ci经扩散后距离扩散过程中溶质原子的分布扬北联大学
§1 扩散的宏观规律 无机材料科学基础 第八章 扩散 扩散过程中溶质原子的分布
S1扩散的宏观规律无机材料科学基础 第八章 扩散C由扩散通量的定义，有CdcJ=-D9acdr(1)/Oxx上式即菲克第一定律溶质原子流动的方式中称为扩散通量常用单位是向与浓度降低的方向一致g/(cm2.s)或mol/(cm2.s)D是比例系数，称为扩散系数。海北联后大零
§1 扩散的宏观规律 无机材料科学基础 第八章 扩散 由扩散通量的定义，有 （1） 上式即菲克第一定律 式中J称为扩散通量常用单位是 g/(cm2.s)或mol/(cm2.s) D是比例系数，称为扩散系数。 x C J D = − 溶质原子流动的方 向与浓度降低的方 向一致
81扩散的宏观规律讨论：对于菲克第一定律，有以下三点值得注意：（1）式（1）是唯象的关系式，其中并不涉及扩散系统内部原子运动的微观过程（2）扩散系数反映了扩散系统的特性，并不仅仅取决于某一种组元的特性。（3）式（1）不仅适用于扩散系统的任何位置而且适用于扩散过程的任一时刻。汤北联后大零
讨论： 对于菲克第一定律，有以下三点值得注意： （1）式（1）是唯象的关系式，其中并不涉及 扩散系统内部原子运动的微观过程。 （2）扩散系数反映了扩散系统的特性，并不 仅仅取决于某一种组元的特性。 （3）式（1）不仅适用于扩散系统的任何位置， 而且适用于扩散过程的任一时刻。 §1 扩散的宏观规律