材料百科

环形(扩散)机制

2023-05-01

circular mechanism of diffusion

简介

假想的扩散原子在晶格中可能的
一种迁移方式。实际的扩散机制主要
有间隙机制和空位机制二类。相邻原
子直接对调位置的换位机制引起的晶
格畸变太大,需要克服的畸变能太高,
难以实现。环形机制系指一个封闭圈
上的原子依次轮换位置,这个过程较
直接换位要容易些。如图(a)所示,由
于能量起伏和晶格振动,A1原子离开
原来阵点位置,跳到A1′位置,从而产
生一个空位,附近的A2原子可能占据
此空位,而A 2原来的位置又变成空
位,此过程一直进行,直到空位继续运
动到B1位置,这时A1可以占据这个
空位,实现了A1与B1的换位。这种
环形扩散过程,消耗的能量主要是在
A1原子振动偏离阵点位置跳到A1′位
置引起的晶格畸变能。此晶格畸变能
一定时,环越大,参加扩散的原子数越
多,平均每个原子进行扩散所消耗的
能量就越少,表示扩散越容易进行。因
此,如果换位机制存在,一般表现为环
形扩散。图(b)、(c)为fcc晶体中可
能出现的环形机制;图(d)为bcc晶
体中可能出现的环形机制。