晶體缺陷與擴散

在相同溫度的α鐵中,碳的擴散係數比鎳的擴散係數大好幾個數量級。其主要原因,下列何者正確?

  1. A碳在間隙位置之間移動,即使旁邊沒有空位也能跳躍
  2. B碳以空位機制擴散,空位容易聚集在碳的周圍
  3. C碳的原子量比鎳小,熱振動較快
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正確答案:A. 碳在間隙位置之間移動,即使旁邊沒有空位也能跳躍

像碳這樣的小原子進入鐵原子之間的空隙(間隙位置),可以接連跳躍到相鄰的空間隙位置。間隙位置幾乎都是空的,跳躍的機會多,活化能也較小。鎳這類置換型原子以空位機制擴散,只有在旁邊出現空位時才能移動,且活化能還要加上空位的形成能,因此擴散慢得多。原子量造成的振動頻率差異雖然多少存在,但能解釋好幾個數量級差異的是擴散機制的不同。

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