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6.1 Overview of diffusion在线视频

下一节:6.1 Overview of diffusion

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6.1 Overview of diffusion课程教案、知识点、字幕

同学们好

今天 我们开始来学习扩散这一章的内容

今天 我们开始来学习扩散这一章的内容

今天 我们开始来学习扩散这一章的内容

我们知道扩散是物质的一种重要的传质方式

那么它在气体、液体、固体中都是存在的

尤其是扩散是固体中的唯一传质方式

为我们后面要学习的相变

固相反应以及烧结奠定了基础

所以说我们研究扩散具有重要的实际意义

我们来看一下这一章的主要内容

首先呢,我们先来了解一下扩散的基本概念

包括定义、推动力、特点、

分类及应用

分类及应用

接着我们会从动力学角度给大家介绍两个方程

接着会从热力学方面

讲一个爱因斯坦-能斯特方程

第4个方面

我们要讲述一下扩散的微观机制

也就是扩散在材料里面是怎么进行的

以及他的扩散系数如何表示

然后我们着重介绍一下固相中的扩散

最后来总结一下影响扩散的因素

首先 什么是扩散呢

我们说它是物质的一种传质方式

那在生活中有哪些常见的例子呢

比如说对于气体的扩散

一阵风吹过 我们闻到了花香

那这就是花的香味已经发生了扩散飘到我们鼻子里

其实,出扩散之外

其实,出扩散之外,

在气体中本身的对流传质更为明显一些

又比如说液体中的扩散现象

我们把一滴墨水滴到水里边儿

然后墨水迅速扩散开来

直到所有地方它的浓度都相等

溶液均一化

溶液均一化

那么还有固体中的扩散

比如说我们常见的要给铁中渗碳

那碳原子怎么进入到铁中呢

高温下

碳原子会向铁中扩散

然后在它的表层形成了一层渗碳层

通过这些例子

我们认为扩散就是

在推动力的作用下

由于质点的热运动

系统内部的物质发生了定向迁移

从宏观上表现为物质的定向输送

我们把这个过程呢就叫做扩散

注意这里的三个推动力

包括浓度梯度

化学位梯度

化学位梯度

以及温度梯度

最主要的可以归结为化学位梯度

简单来说 扩散是这样一个过程

发生时 物质内部的原子或分子

从一个位置迁移到另外一个位置

那我们再来看一下扩散的特点

尤其是把固体中的扩散和流体中的扩散进行一下比较

流体中的扩散

它的扩散速率非常的快

而且它是完全各向同性的

各个方向上

扩散几率和速率都是相等的

扩散几率和速率都是相等的

但是对于固体中的扩散

开始扩散的温度常常比较高

并且这个温度要低于固体的熔点

此外,它的扩散速率比较低

而且质点的迁移是有方向性的 表现为各向异性

扩散可以按照不同的方式进行分类

首先 按照扩散系统分

我们可以把它分为互扩散和自扩散

我们可以把它分为互扩散和自扩散

互扩散 发生在多组分系统中

是原子要通过进入对方元素晶体点阵而导致的扩散

那最常见的扩散推动力就是

存在于物体中的局部浓度梯度

碳渗进铁中的现象

就属于互扩散

那自扩散又是什么呢

它是原子经由自己元素的晶体点阵而迁移的扩散

比如纯的金属或者固溶体中晶粒的长大

或者说是我们把两个铜块要焊在一起

Cu原子的扩散

它本身而言并没有浓度变化

第2种分类方式

如果按照扩散的方向分

比如,如果是糖加到水里

它是由高浓度向低浓度进行了一个扩散

它是由高浓度向低浓度进行了一个扩散

所以我们把它叫做正扩散

也称之为下坡扩散

这个定义较为形象

该扩散毫不费劲 容易发生

该扩散毫不费劲 容易发生

相反地

如果我们是由低浓度向高浓度区域的一个扩散

如果我们是由低浓度向高浓度区域的一个扩散

我们可以把它称之为逆扩散

或者上坡扩散

它就没有正扩散容易发生

比如玻璃中的分相 就属于负扩散

第3种是按照扩散的部位分

第3种是按照扩散的部位分

比如说在指定区域内原子或离子的扩散

包括晶界扩散

界面扩散、表面扩散等

质点只在空位里边进行迁移

就叫空位扩散

还有原子进入到某个晶体的间隙位置进行迁移

就做间隙扩散

体积扩散和晶格扩散

都指的是晶体体内或者晶格内的任何一个扩散过程

按照缺陷产生的类型

我们还可以对扩散进行分类

比如说都是空位扩散

我们知道空位来源于好几个方面

如果是来源于热缺陷所产生的空位

包括肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷

那它就发生的是一个本征扩散

那如果空位是由于

离子晶体中的不等价置换或者掺杂所引起的

那把这种扩散叫做非本征扩散

这两种扩散方式

我们在后面还要进行详细的介绍

还有我们可以按照扩散时浓度梯度是否改变

可以把它分为稳定扩散或者不稳定扩散

稳定扩散肯定是

浓度不随时间的变化而变化

浓度不随时间的变化而变化

反之就是不稳定扩散。

在材料生产制备过程中

扩散有哪些常见的应用呢

比如 在金属铸件的凝固

及其均匀化退火过程中

及其均匀化退火过程中,

就是成分不断的进行扩散

最终才能保证它的均匀化

还有就是对于变形材料的处理

如冷变形金属的回复和再结晶

也是需要质点的扩散之后才能完成的

陶瓷材料在高温状态下为什么能达到烧结呢

主要取决于

气孔的扩散、质点的扩散等

而且扩散是相变的重要环节

此外,对很多材料进行表面改性

包括表面处理

半导体材料的掺杂等

半导体材料的掺杂等

都是利用了扩散的原理

扩散是固体材料中唯一的传质方式

材料中的许多物理化学过程与它密切相关

材料中的许多物理化学过程与它密切相关

因此 扩散已经成为

因此 扩散已经成为

材料科学的主要内容之一

材料科学的主要内容之一

好 扩散概述我们就讲到这里。

Fundamentals of Inorganic Materials Science课程列表:

1 Introduction

-Introduction

-introduction

-Test for chapter 1

2 Crystal Imperfection

-2.1 Type of defect

--2.1 Types of point defects

--2.1 Types of point defects

-2.2.1 The expression methods of point defects

--2.2.1 The expression methods of point defects

--2.2.1 The expression methods of point defects

-2.2.2 The rules for writing of defect reaction equation

--2.2.2 The rules for writing of defect reaction equation

--2.2.2 The rules for writing of defect reaction equation

-2.3 Calculation of thermal defect concentration

--2.3 Calculation of thermal defect concentration

--2.3 Calculation of thermal defect concentration

-2.4 Non-stoichiometric compounds

--2.4 Non-stoichiometric compounds

--2.4 Non-stoichiometric compounds

-Homework for chapter 2

-Test for chapter 2

3 Solid solution

-3.1 The classification of solid solutions

--3.1 The classification of solid solutions

--3.1 The classification of solid solutions

-3.2 Substitutional solid solution

--3.2 Substitutional solid solution

--3.2 Substitutional solid solution

-3.3 Interstitial solid solution

--3.3 Interstitial solid solution

--3.3 Interstitial solid solution

-3.4 The research method of solid solutions

--3.4 The research method of solid solutions

--3.4 The research method of solid solutions

-3.5 Questions for crystal imperfection and solid solution

--Questions for crystal imperfection and solid solution

-Homework for chapter 3

-Test for chapter 3

4 Melt and glass

-4.1 Melt structure

--4.1 Melt structure

--4.1 Melt structure

-4.2 The properties of the melt

--4.2.1 The properties of the melt_viscosity

--4.2.2 The properties of the melt_surface tension

--4.2 The properties of the melt

-4.3 The characteristics of glass

--4.3 The characteristics of glass

--4.3 The characteristics of glass

-4.4 The formation of glass

--4.4.1 The formation of glass_kinetics conditions

--4.4.2 The formation of glass_crystal chemical conditions

--4.4 The formation of glass

-4.5 The structure of glass

--4.5 The structure of glass

--4.5 The structure of glass

-4.6 The typical glass

--4.6 The typical glass

--4.6 The typical glass

-4.7 Questions for melt and glass

--Questions for melt and glass

-Test for chapter 4

5 Phase equilibrium

-5.1 Phase equilibrium in silicate systems

--5.1 Phase equilibrium in silicate system

--5.1 Phase equilibrium in silicate system

-5.2 One-component system phase diagram

--5.2 One-component system phase diagram

--5.2 One-component system phase diagram

-5.3 Applications of one-component diagrams

--5.3 Applications of one-component diagrams

--5.3 Applications of one-component diagrams

-5.4 Binary diagrams

--5.4.1 Binary diagram with eutectic point

--5.4.2 Binary system with a congruent melting compound and one with an incongruent melting compound

--5.4.3 Other five types of phase diagrams of binary systems

--5.4 Binary diagrams

-5.5 Applications of binary phase diagrams

--5.5 Applications of binary phase diagrams

--5.5 Applications of binary phase diagrams

-5.6 Ternary diagrams

--5.6.1 Representation of ternary system composition

--5.6.1 Representation of ternary system composition

--5.6.2 Three-dimensional state diagram and plane projection diagram of a simple ternary system

--5.6.2 Three-dimensional state diagram and plane projection diagram of a simple ternary system

--5.6.3 (1) Basic types of ternary phase diagrams

--5.6.3 (2) Basic types of ternary phase diagrams

--5.6.3 (3) Basic types of ternary phase diagrams

--5.6.3 Basic types of ternary phase diagrams

-5.7 Applications of ternary phase diagrams

--5.7 Applications of ternary phase diagrams

--5.7 Applications of ternary phase diagrams

-5.8 Research methods of phase equilibrium

--5.8 Research methods of phase equilibrium

--5.8 Research methods of phase equilibrium

-5.9 Questions for phase equilibria

--Questions for phase equilibria

-Homework for chaper 5

-Test for chapter 5

6 Diffusion

-6.1 Overview of diffusion

--6.1 Overview of diffusion

--6.1 Overview of diffusion

-6.2 The kinetic equations of diffusion

--6.2 The kinetic equations of diffusion

--6.2 The kinetic equations of diffusion

-6.3 The thermodynamic equation of diffusion

--6.3 The thermodynamic equation of diffusion

--6.3 The thermodynamic equation of diffusion

-6.4 Diffusion mechanisms and diffusion coefficient

--6.4 Diffusion mechanisms and diffusion coefficient

--6.4 Diffusion mechanisms and diffusion coefficient

-6.5 Diffusion in solid

--6.5 Diffusion in solid

--6.5 Diffusion in solid

-6.6 Factors affecting diffusion

--6.6 Factors affecting diffusion

--6.6 Factors affecting diffusion

-6.7 Questions for diffusion

--Questions for diffusion

-Homework for chaper 6

-Test for chapter 6

7 Solid state reactions

-7.1 Overview of solid state reactions

--7.1 Overview of solid state reactions

--7.1 Overview of solid state reactions

-7.2 Kinetic equation of solid state reaction

--7.2 Kinetic equation of solid state reaction

-7.3 Factors affecting the solid state reaction

--7.3 Factors affecting the solid state reaction

--7.3 Factors affecting the solid state reaction

-Homeword for chapter 7

8 Phase transformation

-8.1 The categories of phase transformation

--8.1 The categories of phase transformation

--8.1 The categories of phase transformation

-8.2 Crystallization

--8.2.1 Crystallization thermodynamics

--8.2.2 Crystallization kinetics

--8.2 Crystallization

-8.3 Phase Separation of glass

--8.3 Phase separation of glass

--8.3 Phase separation of glass

-8.4 Questions for phase transformation

--Questions for phase transformation

-Test for chapter 8

9 Sintering

-9.1 Overview of sintering

--9.1 Overview of sintering

--9.1 Overview of sintering

-9.2 The driving forces and models of sintering

--9.2 The driving forces and models of sintering

--9.2 The driving forces and models of sintering

-9.3 Solid state sintering

--9.3.1 Evaporation-Condensation mass transfer

--9.3.2 Diffusion mass transfer

--9.3 Solid state sintering

-9.4 Liquid phase sintering

--9.4.1 Flow mass transfer

--9.4.2 Solution-Precipitation mass transfer

--9.4 Liquid phase sintering

-9.5 Grain growth and secondary recrystallization

--9.5.1 Grain growth

--9.5.2 Secondary recrystallization

--9.5 Grain growth and secondary recrystallization

-9.6 Factors affecting sintering

--9.6 Factors affecting sintering

--9.6 Factors affecting sintering

-9.7 Questions for sintering

--Questions for sintering

-Homework for chapter 9

-Test for chapter 9

6.1 Overview of diffusion笔记与讨论

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