济南大学：《固体化学》精品课程PPT课件_第五章 固体中的扩散（薄其兵）

附一一第四章固相反应 复习思考题 1、试比较固相反应与固相合成的异同点。 2、固相反应有哪些特点? 3、对于一个固相反应来说,其基本反应步骤通常包括哪些? 4、影响固相反应的因素有哪些?

1 第四章 固 相 反 应 复习思考题 1、试比较固相反应与固相合成的异同点。 2、固相反应有哪些特点? 3、对于一个固相反应来说，其基本反应步骤通常包括哪些? 4、影响固相反应的因素有哪些? 附:

第五章固体中的扩散 第一节绪言 扩散 扩散现象是由于物质中存在浓度梯度、化学位 梯度、温度梯度和其它梯度所引起的杂质原子、基 质原子或缺陷的物质输运过程

2 一、扩散 扩散现象是由于物质中存在浓度梯度、化学位 梯度、温度梯度和其它梯度所引起的杂质原子、基 质原子或缺陷的物质输运过程。 第一节 绪 言 第五章 固体中的扩散

从热力学的角度看,只有在绝对零度下才 没有扩散。 通常情况下,对于任何物质来说,不论是 处于哪种聚集态,均能观察到扩散现象 如气体分子的运动和液体中的布朗运动都 是明显的扩散现象

3 从热力学的角度看，只有在绝对零度下才 没有扩散。 通常情况下，对于任何物质来说，不论是 处于哪种聚集态，均能观察到扩散现象： 如气体分子的运动和液体中的布朗运动 都 是明显的扩散现象

在固体中,也会发生原子的输运和不断混合的过 程。但是,固体中原子的扩散要比气体或液体中慢 得多。这主要是由于固体中原子之间有一定的结构 和很大的内聚力的原故。 尽管如此,只要固体中的原子或离子分布不均匀 存在着浓度梯度,就会产生使浓度趋向于均匀的定 向扩散

4 在固体中，也会发生原子的输运和不断混合的过 程。但是，固体中原子的扩散要比气体或液体中慢 得多。这主要是由于固体中原子之间有一定的结构 和很大的内聚力的原故。 尽管如此，只要固体中的原子或离子分布不均匀， 存在着浓度梯度，就会产生使浓度趋向于均匀 的定 向扩散

、晶格中原子或离子的扩散过程 1、由于热起伏的存在,晶体中的某些原子或 离子由于剧烈的热振动而脱离格点,从而进入 晶格中的间隙位置或晶体表面,同时在晶体内 部留下空位;

5 1、由于热起伏的存在，晶体中的某些原子或 离子由于剧烈的热振动而脱离格点，从而进入 晶格中的间隙位置或晶体表面，同时在晶体内 部留下空位； 二、晶格中原子或离子的扩散过程

2、这些处于间隙位置上的原子或原格点上 留下来的空位,可以从热涨落的过程中重新获取 能量,从而在晶体结构中不断地改变位置而出现 由一处向另一处的无规则迁移运动

6 2、这些处于间隙位置上的原子或原格点上 留下来的空位，可以从热涨落的过程中重新获取 能量，从而在晶体结构中不断地改变位置而出现 由一处向另一处的无规则迁移运动

在固体器件的制作过程中,利用扩散作用, 并不需要将晶体熔融,便可以把某种过量的组 分掺到晶体中去,或者在晶体表面生长另一种 晶体

7 在固体器件的制作过程中，利用扩散作用， 并不需要将晶体熔融，便可以把某种过量的组 分掺到晶体中去，或者在晶体表面生长另一种 晶体

三、固体中扩散的研究内容 1、是对扩散表象学的认识,即对扩散的宏观 现象的研究,如对物质的流动和浓度的变化进行 实验的测定和理论分析,利用所得到的物质输运 过程的经验和表象的规律,定量地讨论固相反应 的过程

8 三、固体中扩散的研究内容 1、是对扩散表象学的认识，即对扩散的宏观 现象的研究，如对物质的流动和浓度的变化进行 实验的测定和理论分析，利用所得到的物质输运 过程的经验和表象的规律，定量地讨论固相反应 的过程；

2、是对扩散的微观机理的认识,把扩散与 晶体内原子和缺陷运动联系起来,建立某些 扩散机理的模型

9 2、是对扩散的微观机理的认识，把扩散与 晶体内原子和缺陷运动联系起来，建立某些 扩散机理的模型

第二节固体中扩散机理及扩散系数 扩散的基本特点 ①流体中的扩散 ②固体中的扩散 ③晶体中原子的扩散 10

10 第二节 固体中扩散机理及扩散系数 一、 扩散的基本特点 ①流体中的扩散 ②固体中的扩散 ③晶体中原子的扩散