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小木蟲論壇-學(xué)術(shù)科研互動平臺 » 材料區(qū) » 金屬 » 交流互助 » 求助
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柯肯達(dá)爾效應(yīng)（kirkendall effect）原來是指兩種擴(kuò)散速率不同的金屬在擴(kuò)散過程中會形成缺陷，現(xiàn)已成為中空納米顆粒的一種制備方法。 陣點(diǎn)總數(shù)保持不變，則擴(kuò)散區(qū)域內(nèi)的每個平面都必須發(fā)生移動，這種現(xiàn)象稱為柯肯達(dá)爾效應(yīng)。 柯肯達(dá)爾效應(yīng)（kirkendall effect）原來是指兩種擴(kuò)散速率不同的金屬在擴(kuò)散過程中會形成缺陷，現(xiàn)已 成為中空納米顆粒的一種制備方法。可以作為固態(tài)物質(zhì)中一種擴(kuò)散現(xiàn)象的描述。 碳在鐵中的擴(kuò)散是間隙型溶質(zhì)原子的擴(kuò)散，在這種情況下可以不涉及溶劑鐵原子的擴(kuò)散，因?yàn)殍F原子擴(kuò)散速率與原子直徑都較小，對較易遷移的碳原子的擴(kuò)散速率比較而言可以忽略的。然而對于置換型溶質(zhì)原子的擴(kuò)散，由于溶劑與溶質(zhì)原子的半徑相差不會很大，原子擴(kuò)散時必須與相鄰原子間作置換，兩者的可動性大致趨于同一數(shù)量級，因此，必須考慮溶質(zhì)和溶劑原子不同的擴(kuò)散速率，這首先是被柯肯達(dá)爾（kirkendall）等人證實(shí)。1947年，他們設(shè)計(jì)了一個試驗(yàn)，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的黃銅塊上鍍一層銅，并在銅和黃銅界面上預(yù)先放兩排Mo絲。將該樣品經(jīng)過785℃擴(kuò)散退火56d后，發(fā)現(xiàn)上下兩排Mo絲的距離L減小了0.25mm，并且在黃銅上留有一些小洞。假如Cu和Zn的擴(kuò)散系數(shù)相等，那么以原Mo絲平面為分界面，兩側(cè)進(jìn)行的是等量的Cu和Zn原子互換，考慮到Zn的原子尺寸大于Cu原子，Zn的外移會導(dǎo)致Mo絲（標(biāo)記面）向黃銅一側(cè)移動，但經(jīng)計(jì)算移動量僅為觀察值的1/10左右。由此可見，兩種原子尺寸的差異不是Mo絲移動的主要原因，這只能是在退火時，因Cu，Zn兩種原子的擴(kuò)散速率不同，導(dǎo)致了由黃銅中擴(kuò)散出的Zn的通量大于銅原子擴(kuò)散進(jìn)入的通量。這種不等量擴(kuò)散導(dǎo)致Mo絲移動的現(xiàn)象稱為Kirkendall Effect（柯肯達(dá)爾效應(yīng)）。以后，又發(fā)現(xiàn)了多種置換型擴(kuò)散偶中都有柯肯達(dá)爾效應(yīng)，例如，Ag-Au，Ag-Cu,Au-Ni,Cu-Al,Cu-Sn及Ti-Mo。 如下面兩張圖片：“近朱者赤，近墨者黑”可以作為固態(tài)物質(zhì)中一種擴(kuò)散現(xiàn)象的描述。固態(tài)中的擴(kuò)散速率十分緩慢，不像氣體和液體中擴(kuò)散那樣易于觀察，但它確確實(shí)實(shí)地存在著。金屬結(jié)晶時液態(tài)金屬原子向固態(tài)晶核的遷移再結(jié)晶的晶粒長大，鋼的脫碳和滲碳，以及金屬的焊接等，都可以作為固態(tài)金屬中的擴(kuò)散例子。為了進(jìn)一步證實(shí)固態(tài)擴(kuò)散的存在，可作下述試驗(yàn)：把Cu，Ni兩根金屬棒對焊在一起，在焊接面上鑲嵌上幾根鎢絲作為界面標(biāo)志然后加熱到高溫并保溫很長時間后，令人驚異的事情發(fā)生了：作為界面標(biāo)志的鎢絲向純Ni一側(cè)移動了一段距離。經(jīng)分析，界面的左側(cè)（Cu）也含有Ni原子，而界面的右側(cè)（Ni）也含有Cu原子，但是左側(cè)Ni的濃度大于右側(cè)Cu的濃度，這表明，Ni向左側(cè)擴(kuò)散過來的原子數(shù)目大于Cu向右側(cè)擴(kuò)散過來的原子數(shù)目。過剩的Ni原子將使左側(cè)的點(diǎn)陣膨脹，而右邊原子減少的地方將發(fā)生點(diǎn)陣收縮，其結(jié)果必然導(dǎo)致界面向右漂移。以上是關(guān)于KIrkendall效應(yīng)的另一個試驗(yàn)。 來自百度百科 http://baike.baidu.com/link?url= ... _piG53Q1KMT-PrJLPea |
2樓2015-10-29 09:16:20
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