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1、克克 根根 达达 尔尔 效效 应应 和和 达达 肯肯 公公 式式克根达尔效应克根达尔效应l 假设DCu=DZn,rZnrCu,使钼丝朝左移动。l 点阵常数变化使钼丝的移动量,只相当于实验值的1/10。l 说明点阵常数变化不是引起钼丝移动的唯一原因,所以只能说明DCuDZn。黄铜铜Cu+30%Zn克根达尔效应主 要 原 因低熔点高熔点 在Cu-Au、Cu-Ni、Cu-Sn、Ni-Au、Ag-Cu、Ag-Zn等置换式固溶体中都会发生此现象。即低熔点组元扩散快,高熔点组元扩散慢。克根达尔效应克根达尔效应 另一角度分析:低熔点组元锌和空位的亲和力大存在一个从铜到黄铜的净空位流Cu+30%Zn克根达尔效
2、应克根达尔效应的理论和实际意义2 1 直接否定了置换固溶体扩散的换位机制,支持空位机制。说明,在扩散系统中,每一种组元都有自己的扩散系数,由于JZnJCu,因此DZnDCu。3 不利影响。电子器件中,大量的布线、接点、电极等,要在较高温度下工作很长时间。上述效应会引起断线、击穿等。克根达尔效应达肯公式达肯公式Low Tm 2High Tm 1mark21t=0yxyvOxt0三个扩散系数D1和D2,分别表示1和2的分扩散系数。实验中测定得到的是综合扩散系数D。两个坐标系固定坐标系:x-y坐标系动坐标系:x-y坐标系达肯公式达肯公式 21yxyvOx假设扩散过程中,晶格常数不变,任一位置摩尔浓度
3、不变,横截面积不变三种扩散通量的关系:总的扩散通量分扩散通量 标示物的移动量达肯公式达肯公式 对于动坐标:组元1和2的分扩散通量 (1)(2)J 2J 1,各晶面连同动坐标系会沿x方向平移(即标记面是移动的,设速度为v)。对于固定坐标系:增加了方向相同的两个附加通量1v和2v。达肯公式达肯公式 对于固定坐标系,从左向右和从右向左的总通量分别为:(3)(4)v为x处晶面的平移速度达肯公式达肯公式根据假设,各点处摩尔浓度不变,有x1、x2分别为组元1、2的摩尔分数达肯公式(a)漂移速度v:达肯公式(b)(5)将该关系式代入到J1、J2的计算公式中,并消去v。得(6)达肯公式达肯公式 最终的综合扩散方程为:D:互扩散或化学扩散系数;D1,D2为两组元的扩散系数或本征扩散系数总的扩散效果 纯扩散整体漂移若溶质原子(如1)很少,即x10,则D=D1;当x1=x2时,D=(D1+D2)/2;若D1=D2,则v=0。小结小结 置换式固溶体中标志物总是向着低熔点组点较多的一方移动。即低熔点组元扩散快,高熔点组元扩散慢。这种不等量的原子交换造成了克根达尔效应。克根达克根达尔效应尔效应x1、x2分别为组元1、2的摩尔分数达肯达肯公式公式谢谢观看!