菲克第一定律和菲克第二定律既适用于稳态和适用于非稳态扩散过程菲克第一定律和菲克第二定律是一个定律,均表明扩散的过程是使不均匀体系均匀化,由非平衡逐渐达到平衡
菲克第一定律和菲克第二定律是 一个定律,均表明扩散的过程是 使不均匀体系均匀化, 由非平衡 逐渐达到平衡 菲克第一定律和菲克第二定律既适用于 稳态和适用于非稳态扩散过程
四、扩散方程的应用1、稳态扩散((a0/o=0)a一维稳态扩散如图,在一封闭的容器内,有一厚度为x的金属薄膜,两侧的气体压力分别为pi和p2(p1>p2)。则对于双原子气体而言,其在金属薄膜两侧溶解的浓度C,和C, = S/ P2C2分别为 :C, = S/ piS为西佛特Sievert定律常数.为气体再特定压力下在金属表面的溶解度
四、扩散方程的应用 1、稳态扩散( C/ t=0) a一维稳态扩散 如图,在一封闭的容器内,有一厚度为△x的金属薄 膜,两侧的气体压力分别为p1和p2 ( p1>p2 )。则对于 双原子气体而言,其在金属薄膜两侧溶解的浓度C1和 C2分别为: 1 p1 C = s 2 p2 C = s S为西佛特Sievert定律常数.为气体再特定压力下在金属 表面的溶解度
根据扩散定律,有:AxCCodCVpi-ypOP1DspDD=dxArAx不透气的容器金属薄膜C由上式可知只要p1,p2恒定膜中任意点的浓度就会保持不变,通过任意截面的通量ArJ均为常数图 7-3气体的恒稳态扩散
x p p Ds x C C D dx dC J D − = − = − = − 2 1 1 2 根据扩散定律,有: 由上式可知只要p1,p2恒定, 膜中任意点的浓度就会保持 不变, 通过任意截面的通量 J均为常数
P(P-P)7SP= DSD为扩散系数,S为气体溶解度,8为器壁厚度为了减少氢气的渗漏,多采用球形容器以及D和S都比较小的金属并尽量增加器壁厚度
D为扩散系数,S为气体溶解度,δ为器壁厚度。 为了减少氢气的渗漏,多采用球形容器 , 以及D和S 都比较小的金属并尽量增 加器壁厚度。 P DS P P P J = = ( − ) 2 1
b柱对称稳态扩散纯Fe的空心圆简心部通渗碳气氛,外部为脱碳气氛,两气氛均保持压力恒定在一定温度下经过一定时间后,碳原子从内壁渗入外壁渗出。碳原子从内壁渗入,外壁渗出达到平衡时,则为稳态扩散。图10-3测定扩散系数装置的示意图
纯Fe的空心圆筒心部通渗碳 气氛,外部为脱碳气氛, 两气氛均保持压力恒定。 在一定温度下经过一定时 间后,碳原子从内壁渗入, 外壁渗出。碳原子从内壁 渗入,外壁渗出达到平衡 时,则为稳态扩散。 b柱对称稳态扩散