晶體缺陷與擴散

將銅與黃銅(Cu-Zn合金)接合後加熱,放在原界面的惰性標記會往黃銅側移動(柯肯達爾效應)。這個現象所顯示的事實,下列何者正確?

  1. A2種原子的擴散速率不同,擴散以空位機制進行
  2. B原子只以間隙機制擴散,界面兩側的晶格點數目不變
  3. C界面產生的熱應力把標記推向黃銅側
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正確答案:A. 2種原子的擴散速率不同,擴散以空位機制進行

鋅擴散進入銅的速率大於銅擴散進入黃銅的速率,因此從黃銅側離開的原子比進入的原子多。置換型擴散藉由與空位交換來進行,所以空位會朝與原子淨流動相反的方向流動,黃銅側的晶格面減少,標記便往黃銅側移動。這是證明擴散以空位機制進行的歷史性實驗。若只有間隙機制,晶格點的數目不變,標記不會移動。多餘的空位聚集起來就形成柯肯達爾孔洞,成為降低銲料接合部等可靠度的原因。

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