物质在玻璃中的扩散，总的来说比在晶体中容易一些。常见的硅酸盐晶体因共价键的原因，原子排布不是密排。与晶体一样的构成单元［SiO4］结合成无规则网络即为硅酸盐玻璃。无论在晶体还是在玻璃中，Si与O结合都较牢固。因此，硅酸盐玻璃的扩散主要是［SiO4］的移动和迁移。当［SiO4］两两结合成整个无规则网络时，［SiO4］的迁移很难。但当玻璃中存在Na+、K+等网络变性离子时，无规则网络结构得到削弱，即整个无规则网络有被拆散成一个个［SiO4］的倾向。网络变性离子的浓度增加，则无规则网络结构得到削弱，孤立的［SiO4］相对较多，故［SiO4］的迁移变得容易。

除了［SiO4］的扩散外，其他物质也可在玻璃中扩散。［SiO4］构成的无规则网络中，空隙较多、较大。一些较小的原子如H、He容易通过这种网络产生扩散、渗透。正因如此，玻璃在超高真空技术中的应用受到限制。在5.2.2节，我们就提到，没有超高真空，就不可能有严格意义上的表面科学。在1950年，西屋公司（Westinghouse）的Robert Bayard和Daniel Alpert获得了10-8Pa的超高真空。Daniel Alpert接着用质谱仪分析了其中的残留气体。他发现10-8Pa这一极限是由于大气中的He渗透进入耐温玻璃封套引起的。此后，超高真空的真空器械就由金属材料整体焊接而成。于是，人们才能很快可以常规地获得10-10～10-9Pa的超高真空，这为表面科学的研究奠定了坚实基础。

影响扩散的因素还有应力场、电场、磁场、表面张力和形变大小等。

本章结语

本章介绍了材料中扩散的基本规律。物质在材料中的扩散驱动力是化学势梯度而不是浓度梯度。通过求解扩散微分方程，我们可获得物质在材料中的分布情况。而空位扩散机制有利于原子的扩散。在材料的制备过程中，原子的扩散是固相反应和形成材料结构不可缺少的一个条件。比如，耐火材料的高温侵蚀、半导体的掺杂和钢材的制备等都涉及扩散过程。因而，掌握扩散的基本理论有助于我们采取一定的措施来控制材料的制备，以获得一定的材料结构或在材料的使用过程中控制腐蚀等不利现象的产生。下一章，我们将介绍材料显微结构中的相及其平衡关系。

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