材料科学基础(3) - 图文

知识点100. 菲克第一定律

一、基本概念 1. 扩散通量 扩散通量——单位时间内通过单位横截面的粒子数。用J表示，为矢量（因为扩散流具有方向性） 量纲：粒子数/（时间·长度2） 单位：粒子数/（s·m2） 物理意义：衡量质点传递的快慢 2.稳定（态）扩散和不稳定（态）扩散 1）稳定扩散 C=f(t,x)J=常数,与位置无关 2）不稳定扩散 C?J ≠常数,与位置有关 =0?t?C≠0?t二、 菲克第一定律 1855 年，菲克（Fick）参照了傅里叶（Fourier）于1822年建立的导热方程，获得了描述物质从高浓度区向低浓度区迁移的定量公式。 假设有一单相固溶体，横截面积为A，浓度C不均匀，在dt时间内，沿x正方向通过截面所迁移的物质的量与该处的浓度梯度成正比： ?C?m∝Adt?xdm?C)=?D(Adt?xdm?C=?D()Adt?x在稳定扩散的条件下，单位时间内通过垂直于扩散方向的单位面积的扩散通量与该截面处的浓度梯度成正比。 dCJ=?Ddx扩散通量? 浓度梯度? 扩散系数? 单位：扩散通量，J，atoms/(m2·s)或kg/(m2·s) 扩散系数，D，m2/s； dC-3/m或kg/(m3·m) 浓度梯度， ，atoms· mdx有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）