固体中同样发生原子输运、混合过程 固体中原子间结构的内聚力大得多 a故:固体中原子扩散比气体、液体慢8 得多、甚至几百万倍!! 尽管如此,只要固体中原子、离子分 布不均、存在浓度梯度,就会产生使 浓度趋于均匀的定向扩散 2021/2/10 杨为中材料物理化学
2021/2/10 杨为中 材 料 物 理 化 学 6 ◼ 固体中同样发生原子输运、混合过程 ◼ 固体中原子间结构的内聚力大得多 ◼ 故：固体中原子扩散比气体、液体慢 得多、甚至几百万倍！！ ◼ 尽管如此，只要固体中原子、离子分 布不均、存在浓度梯度，就会产生使 浓度趋于均匀的定向扩散
■在固体中,由不在对流。扩散 就成为物质食输的惟一方式。 在材料科学中多种过程与扩散有关 ■彩成固溶体 半导下 如相变、國相凤应、煷结工芒 Next-generation technology Carbon nanotube ■净碳和渗氮工艺 氧化程 ■高温蝸变等 www3
2021/2/10 杨为中 材 料 物 理 化 学 7 ◼ 在固体中，由于不存在对流，扩散 就成为物质传输的惟一方式。 ◼ 在材料科学中多种过程与扩散有关 ◼ 形成固溶体 半导体掺杂 ◼ 如相变、固相反应、烧结工艺 ◼ 渗碳和渗氮工艺 氧化过程 ◼ 高温蠕变等
论 什么是扩散? 扩散是由热运动(温度梯度)引起的 杂质原子、基质原子或缺陷的输运的一种 过程 从热力学角度看,只有在绝对零度,才没 有扩散。 除了温度榔度、还有浓度梯度、化学梯 度等引起的物质输還过程 2021/2/10 杨为中材料物理化学
2021/2/10 杨为中 材 料 物 理 化 学 8 绪论 ◼ 什么是扩散？ ◼ ——扩散是由热运动（温度梯度）引起的 杂质原子、基质原子或缺陷的输运的一种 过程 ◼ 从热力学角度看，只有在绝对零度，才没 有扩散。 ◼ 除了温度梯度、还有浓度梯度、化学位梯 度等引起的物质输运过程
故:扩散是由于体系内原子或离子存 在有化学势或电化学势梯度(由温度、 浓度等因豪引起)情况下,所发生的 定向流动和互相混合过程 扩散的结果即消除这种化学势或电化 学势梯度,达到体系内组分浓度的均 匀分布或平衡 2021/2/10 杨为中材料物理化学 9
2021/2/10 杨为中 材 料 物 理 化 学 9 ◼ 故：扩散是由于体系内原子或离子存 在有化学势或电化学势梯度（由温度、 浓度等因素引起）情况下，所发生的 定向流动和互相混合过程 ◼ 扩散的结果即消除这种化学势或电化 学势梯度，达到体系内组分浓度的均 匀分布或平衡
C=C2 C2>C1 原始状态 最终状态 距离x 典型扩散:突变浓度—均匀浓度分布 2021/2/10 杨为中材料物理化学
2021/2/10 杨为中 材 料 物 理 化 学 10 典型扩散：突变浓度——均匀浓度分布