【摘要】:图7.10所示的是半无限长物体中的扩散,图中箭头为扩散方向,实心球表示扩散物质,空心球为基体物质。图7.10所示的扩散是在有浓度差的条件下进行的,常被称为互扩散。图7.10互扩散和自扩散示意图[~为互扩散;为自扩散]多元系统中的溶剂原子除了在平衡位置做振动外,还会在条件适合时,从一个位置迁移到另一个位置。要研究这种自扩散,人们常采用示踪技术。无论是互扩散还是自扩散都有其扩散系数。
多元系统中有多种物质。这些物质在化学势的推动下都可同时扩散。比如,CoO和NiO组成的系统中,Co2+会扩散到NiO晶格中、Ni2+也会扩散到CoO晶格中。它们的扩散系数相同吗?
如图7.10(a)(b)所示,设实心球为一种物质,空心球为另一种物质,初始状态如图7.10(a)所示。在化学势梯度的作用下,实心球物质与空心球物质相互扩散。一段时间后形成如图7.10(b)所示的情形。图7.8所示的双向无限长物体中的扩散即为这种情形。图7.10(c)所示的是半无限长物体中的扩散,图中箭头为扩散方向,实心球表示扩散物质,空心球为基体物质。气体、液体向固体中扩散可用图7.10(c)表示。图7.10(b)(c)所示的扩散是在有浓度差的条件下进行的,常被称为互扩散(mutual diffusion)。
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图7.10 互扩散和自扩散示意图[(a)~(c)为互扩散;(d)为自扩散]
多元系统(如固溶体)中的溶剂原子除了在平衡位置做振动外,还会在条件适合时,从一个位置迁移到另一个位置。即使有异类原子,也是如此。这种扩散为自扩散(self-diffusion)。如图7.10(d)所示,在时间t1时,某个原子在A位置;过一段时间后,该原子达到B位置;又过一段时间后,它到达C位置。要研究这种自扩散,人们常采用示踪技术。
无论是互扩散还是自扩散都有其扩散系数。这两种扩散有何联系?而且物质在发生互扩散时,它们的扩散系数是否相同?
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