PP2=voe D=D. D 但此时的激活能Q非常小。 ③对于空位机制 T=PPP=Vo 其中:P3-一空位出现的几率 △Gv*一一空位形成能。 -(△MH'+M D=De D AS +ASY D 此时的激活能Q=△H*+△Hv*。 314扩散热力学及影响扩散的因素 1.扩散定律的普遍形式 从热力学角度看,扩散是由于化学位的不同而引起的,各组元的原子总是 由高化学位区向低化学位区扩散。扩散的真正推动力不是浓度梯度而是化学位 梯度,平衡时,各组元的化学位梯度为零。这就是有关扩散过程的热力学理论, 它更具有普遍性,更能说明扩散过程的实质 从热力学看,恒温恒压下,固溶体的自由能变化AG<0才是引起扩散的 真正原因。 若一系统中由于一定的原因出现化学位随距离的变化,则扩散通量为 J=-CB 其中,B;为原子在单位力作用下的速度,称为迁移率 合金中i组元的化学位为:
15 RT G o P P e * 1 2 − = = RT Q o RT H o D D e D e − − = = * 但此时的激活能 Q 非常小。 ③ 对于空位机制 RT G RT G o v PP P e e * * 1 2 3 − − = = 其中：P3－－空位出现的几率； Gv*－－空位形成能。 RT Q o RT H H o D D e D e − + v − = = ( ) * * R S S o o v D a e * * 2 + = 此时的激活能 Q= H*+ Hv*。 3.1.4 扩散热力学及影响扩散的因素 1. 扩散定律的普遍形式 从热力学角度看，扩散是由于化学位的不同而引起的，各组元的原子总是 由高化学位区向低化学位区扩散。扩散的真正推动力不是浓度梯度而是化学位 梯度，平衡时，各组元的化学位梯度为零。这就是有关扩散过程的热力学理论， 它更具有普遍性，更能说明扩散过程的实质。 从热力学看，恒温恒压下，固溶体的自由能变化 G 0 才是引起扩散的 真正原因。 若一系统中由于一定的原因出现化学位随距离的变化，则扩散通量为： x u J C B i i i = − 其中，Bi 为原子在单位力作用下的速度，称为迁移率。 合金中 i 组元的化学位为：
u,=u+rTh a 其中,p为一常数,定义为i组元在标准状态时的化学位:a为活度,且 有a1=yN1° 由此可得菲克定律的普遍形式: BRTOInyiCi-BihToc -B RTL ahny ac aInCiax 将上式和菲克第一定律比较可得: D,=B, RT 1+ an y an C 容易证明 aIn D=B, RT 1+ aIn n 式中括号内部分为热力学因子。 2.影响扩散的因素 ①温度影响 根据扩散系数的表达式: D=Do exp- 可以看出,扩散系数与温度呈指数关系。温度越高,原子能量越大,越容 易迁移,因此扩散系数越大。 为便于使用图解法表示扩散系数和温度的关系,对上式两边取对数得到
16 i i RT ai ln 0 = + 其中， 0 i 为一常数，定义为 i 组元在标准状态时的化学位；ai 为活度，且 有 ai iNi = 。 由此可得菲克定律的普遍形式： x C C B kT x J B RT i i i i i i − = − ln x C C B RT i i i i = − + ln ln 1 将上式和菲克第一定律比较可得： = + i i i i C D B RT ln ln 1 容易证明： = + i i i i N D B RT ln ln 1 式中括号内部分为热力学因子。 2. 影响扩散的因素 ① 温度影响 根据扩散系数的表达式： = − RT Q D Do exp 可以看出，扩散系数与温度呈指数关系。温度越高，原子能量越大，越容 易迁移，因此扩散系数越大。 为便于使用图解法表示扩散系数和温度的关系，对上式两边取对数得到：