결정 결함과 확산

같은 온도의 α철 속에서는 탄소의 확산 계수가 니켈의 확산 계수보다 몇 자릿수나 크다. 그 주된 이유로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A탄소는 격자간 위치를 이동하므로 이웃에 공공이 없어도 도약할 수 있기 때문
  2. B탄소는 공공 기구로 확산하며, 탄소 주위에 공공이 모이기 쉽기 때문
  3. C탄소의 원자량이 니켈보다 작아 열진동이 빠르기 때문
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정답: A. 탄소는 격자간 위치를 이동하므로 이웃에 공공이 없어도 도약할 수 있기 때문

탄소처럼 작은 원자는 철 원자의 틈(격자간 위치)에 들어가, 이웃한 빈 격자간 위치로 차례차례 도약할 수 있습니다. 격자간 위치는 대부분 비어 있으므로 도약의 기회가 많고 활성화 에너지도 작아집니다. 니켈과 같은 치환형 원자는 이웃에 공공이 왔을 때만 이동할 수 있는 공공 기구로 확산하며, 활성화 에너지에 공공의 형성 에너지도 더해지므로 확산이 훨씬 느려집니다. 원자량에 따른 진동수의 차이도 다소 있지만, 몇 자릿수의 차이를 설명할 수 있는 것은 확산 기구의 차이입니다.

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