扩散主要起什么作用？

小芋头

请问，扩散主要起什么作用？是不是内部组织也在改变？

淡然

是指高温扩散吗

孤鸿踏雪

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  z( h) Q0 M7 W! s- {回复 1# 小芋头


& v# Q! c5 Z1 [: ~5 b  ]    　 扩散  扩散有两个定义：（1）从广义上讲，扩散是构成物质的质点（原子、分子等）由于热振动进行无规则运动，从一个位置迁移到另一位置的过程。
1 d( O( S# p+ K2 r8 ~) X2 Y        （2）从金属学角度定义为：在一定温度条件下，由于浓度差（浓度梯度）的存在，使元素的原子沿着浓度梯度下降的方向迁移的现象。不同文献对扩散这一概念和扩散的机制进行了多种诠释：

$ |4 O% F' ^( y- w3 c2 |! Q6 D        　　　　（1）纯扩散：是指只改变固溶体浓度而不改变晶体结构的扩散。
　　　　（2）互扩散  所谓互扩散就是在扩散过程中伴有浓度变化的扩散。它与异类原子的浓度差有关。在互扩散过程中，异类原子相对扩散，互相渗透，所以又叫做“异扩散”或“化学扩散”。互扩散总是在不均匀固溶体中进行的。
$ P& K) l# a; T7 K5 Z  b* w. R　　　　（3）自扩散  自扩散是在扩散过程中不伴有浓度变化的扩散，他与浓度梯度无关。自扩散只发生在纯金属中或均匀固溶体合金中。
　　　　（4）反应扩散：是指在金属表面形成新相（化合物或另一固溶体）的扩散。
　　　　（5）间隙扩散  间隙固溶体中的溶质原子，扩散时由一个间隙位置跳到另一个间隙位置。间隙原子换位时，必须从金属原子间挤过去，这就是势垒的成因。扩散激活能就用于克服这一势垒。金属原子的间隙扩散是很困难的，可能的机制有三种，一是跃迁式，间隙原子由一个间隙位置跳到另一个间隙位置；二是篡位式，间隙原子将相邻结点上原子挤入另一间隙位置，取而代之；三是挤列式，间隙原子挤入原
子列中，形成类似刃型位错的状态，这样沿原子列向前移动便省力得多了。
+ t/ Z) a3 v& ]2 W% C4 z　　　　（6）空位扩散  固态金属中，在每一温度下都存在一定浓度的空位。由于空位的存在，使周围近邻原子偏离平衡位置，能量升高，因而跳入空位所需的激活能较小，这样，原子跳入空位就比较容易。经淬火的合金的扩散速度比经退火的合金的扩散速度快，其原因就是由于经淬火的合金保存了大量空位。空位与相邻原子不断换位，就形成了原子的空位扩散。
9 b+ ]0 p7 H/ z9 ~2 V, L5 p& v) o  a　　　　（7）换位扩散  有人设想，扩散是一相邻原子交换位置进行的。其中，最简单的是相邻原子直接换位，这种换位方式经计算所需的激活能太大，故最不易实现。如果相邻三个或四个原子同时进行环形旋转换位，则激活能大大降低。
9 W: x, ~- k+ }# K( J9 C" [9 b8 F　　　　（8）位错扩散  原子通过位错扩散时，扩散原子并不一定始终在位错“管道”中移动，而可能时进时出的沿着位错线跳动前进。温度越低，在位错中移动的相对时间越长，在点阵中跳动的相对时间越短。因而位错扩散所起的作用越大。
; C2 b+ M+ i5 x　　　　扩散层  是指氮化件在显微镜下观察到的化合物层与中心之间那层暗黑色组织。
. `7 d% ]9 I/ ^, p7 I5 s: B　　　　扩散定律  扩散定律包括扩散第一定律和扩散第二定律：
　　　（1）扩散第一定律  1855年菲克通过对实验数据的分析发现，在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散流量）是与该截面处的浓度成正比的。这个规律称为扩散第一定律，又称菲克第一定律。其数学表达式为：。其中J为扩散流量（单位为g·cm-2·s-1或cm-2·s-1）,D为扩散系数（单位为cm2·s-1），C为体积浓度（单位为g·cm-3或cm-3）,X为距离（cm）。
9 m0 M5 j! E2 I3 ]9 j　　　（2）扩散第二定律  通常的扩散过程大多是非稳定态扩散，其特点是：在扩散过程中各处浓度都随时间而变化。这时，通过各处的扩散流量不再相当，而是随着距离、时间在变化着。单位体积中扩散原子的增加率等于流出这个单位体积的流量差。这就是扩散第二定律，又称菲克第二定律。其数学表达式为。如果D是与浓度无关的，则上式可简化为。
* ?7 j+ ]4 D$ Y# Q　　　扩散期　在气体渗碳过程中，在较低（相对于强渗期而言）碳势下，使在强渗期获得高碳浓度的钢件表面的碳向内部扩散，表面碳浓度适当降低的工艺阶段。
　　　扩散退火  亦称为均匀化退火,是把钢件加热到超过上临界点200℃左右的温度，保持较长的时间，借原子在高温下可以较快地扩散，减低或消除各合金元素在钢中的显微偏析的热处理工艺。扩散退火主
+ u7 a6 v  |& d1 \. I要用于合金钢锭及重要铸钢件,以消除铸造结晶过程中枝晶偏析严重所造成的化学成分不均匀以及夹杂物的偏聚。
　　　扩散型相变  相变时，相界面的移动是通过原子近程或远程扩散而进行的相变，称为扩散型相变，亦称“非协同型”转变。扩散型相变很多，如：同素异构转变、多型性转变，脱溶型相变，共析型相变、调幅分解和有序化转变均属此类。其基本特点是：①相变过程中有原子扩散运动，相变速率受原子扩散速度所控制；②新相和母相的成分往往不同；③只有因新相和母相比容不同而引起的体积变化，没有宏观形状改变。

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扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移 直到均匀分布的现象。