影响扩散系数的因素有哪些
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发布时间：2022-04-21 17:50
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时间：2023-06-22 07:30
扩散系数的大小主要取决于扩散物质和扩散介质的种类及其温度和压力。
物质的分子扩散系数表示它的扩散能力，是物质的物理性质之一。根据菲克定律，扩散系数是沿扩散方向，在单位时间每单位浓度梯度的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数。
扩散系数D与气体的浓度无直接关系，它随气体温度的升高及总压强的下降而加大。这可以用气体的分子运动论来解释。随着气体温度升高，气体分子的平均运动动能增大，故扩散加快，而随着气体压强的升高，分子间的平均自由行程减小，故扩散就减弱。
扩展资料
载流子扩散系数的原理：
大量粒子（原子、分子、载流子等）的热运动是一种混乱的布朗运动，速度很大，但是动量（包括方向）不确定。而粒子在热运动基础之上的定向运动主要有两种：
一是在浓度梯度驱动下的扩散运动
二是在外场作用下的漂移运动
这两种定向运动的速度都远小于热运动速度。特别对于带有电荷的载流子，如果既有电场的作用，又有浓度梯度的作用，则载流子就可能既有漂移运动，又有扩散运动。载流子漂移运动的快慢采用迁移率μ来表示，而扩散运动的快慢采用扩散系数D来表示。
参考资料来源：百度百科-扩散系数
参考资料来源：百度百科-载流子扩散系数
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时间：2023-06-22 07:31
主要因素：
①温度的影响。温度越高，扩散越快。
②晶体结构的影响。结构不同，扩散系数不同。
③固溶体类型对扩散的影响。不同的固溶体，原子的扩散和机制不同。
④固溶体浓度对扩散的影响。浓度越大，扩散越容易。
⑤晶体缺陷的影响。晶界、位错、空位都会对扩散产生影响。
⑥化学成分对扩散的影响。加入化学元素对扩散会产生阻碍。
扩散系数——表示气体（或固体）扩散程度的物理量。扩散系数是指当浓度梯度为一个单位时，单位时间内通过单位面积的气体量，
在气体中，如果相距1厘米（或者每米）的两部分，其密度相差为1克每立方厘米（或者每米），则在1秒内通过1平方厘米（或者平方米）面积上的气体质量，规定为气体的扩散系数。
扩展资料：
分子扩散传质不只是在气相和液相内进行，同样可在固相内存在，如渗碳炼钢、材料的提纯等等。在固相中的质扩散系数比在液相中还将低大约一个数量级，这可用分子力场对过程的影响更大，使分子移动的自由度更小作为合理的定性解释。
二元混合液体的扩散系数以及气-固、液-固之间的扩散系数，比气之间的扩散系数要复杂得多，只有用实验来确定。
液相质扩散，如气体吸收，溶剂革取以及蒸馏操作等的D比气相质扩散的D低一个数量级以上，这是由于液体中分子间的作用力强烈地束缚了分子活动的自由程，分子移动的自由度缩小的缘故。
参考资料来源：百度百科——扩散系数
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时间：2023-06-22 07:31
表示气体（或固体）扩散程度的物理量.在气体中,如果相距1厘米的两部分,其密度相差为1克/厘米^3,则在1秒内通过1厘米^2面积上的气体质量,规定为气体的扩散系数.单位：厘米^2/秒
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时间：2023-06-22 07:32
(1)温度
温度越高，原子的能量越大，越易发生迁移，扩散系数越大，扩散越快。
(2)固溶体类型
不同类型的固溶体，原子扩散机构不同，溶质原子的扩散激活能不同，间隙固溶体中溶质原子的扩散激活能一般都比置换固溶体中的小，所以扩散速度较大。
(3)晶体结构
总的来说，致密度越小的晶体结构，原子的扩散激活能越小，原子越易迁移，扩散系数越大，扩散速度越快。某些晶体结构原子的扩散还具有各向异性。
(4)晶体缺陷
由于金属外表面、晶界、亚晶界处晶格不同程度地产生畸变，能量比晶粒内部高，扩散激活能都较晶内小。并且由于以上所述各方面扩散激活能依次增高，因而表面扩散最快，晶界次之，亚晶界更次之，晶内最慢。位错线是晶格畸变的“管道”，原子沿这些“管道”扩散较晶内容易，因而在位错、空位等缺陷处的原子较完整晶格处的原子扩散速度快。晶体中点缺陷的数量越多，扩散越容易。
必须指出，对于间隙型原子的扩散，空位与位错的作用尚无定论。近年来某些研究认为，间隙原子跳进位错或空位中，相当于落入陷阱而使其扩散激活能增大，不利于进一步迁移。
(5)化学成分
在金属或合金中加入第二或第三元素时，有的可以加速扩散，有的则会减慢扩散，情况比较复杂，目前尚缺乏完整普通的理论。经对部分合金系统的成分与扩散系数间关系的研究，总结出以下规律：
①当加入合金元素使合金的熔点或液相线温度降低时，会使合金的扩散系数增加；反之则使扩散系数降低。
②形成碳化物的元素，如W、Mo、Cr能强烈阻止碳的扩散，降低碳的扩散系数；不形成碳化物而溶于固溶体中的元素，如Co、Ni等(Si例外)能提高碳的扩散系数。
