什麼是擴散潛變
原子擴散使晶粒伸長而進行的潛變，速率與應力成正比。有晶格擴散造成的Nabarro-Herring潛變，與晶界擴散造成的Coble潛變。
日文名稱: 拡散クリープ
「擴散潛變」出現在1領域的4道練習題中（高溫材料與潛變等）。
這個名詞所屬的領域: 高溫材料與潛變
空位流動使晶粒伸長的機制
在承受拉伸應力σ的晶界，設1個原子的體積為Ω，形成空位所需的能量減少σΩ，在承受壓縮的晶界則增加。因此受拉側晶界附近的空位多、受壓側少，空位從受拉側擴散到受壓側，原子則反向擴散。原子堆積到受拉伸的晶界上，晶粒便沿應力方向伸長。σΩ比熱能kT小，在 σ = 10 MPa、Ω ≈ 1.1×10⁻²⁹ m³（接近Ni的值）、1000 K時，σΩ/kT ≈ 0.008。因此空位濃度的差與應力成正比。
晶粒尺寸的效果與2種路徑
擴散潛變的速率強烈依賴晶粒尺寸d，經由晶粒內部的Nabarro-Herring潛變與1/d²成正比，經由晶界的Coble潛變與1/d³成正比。把晶粒尺寸從10 µm增為100 µm的10倍，速率分別變為1/100與1/1000。晶界擴散的活化能比晶格擴散小，因此溫度越低、晶粒越細，Coble潛變所占的比例越大。在離子晶體中，陽離子與陰離子都必須移動才能輸送物質，因此由較慢的離子以其最快路徑的速率決定整體。晶粒細的陶瓷在高溫下擴散潛變很明顯。
與晶界滑移及超塑性的差異
若只靠原子擴散使晶粒伸長，相鄰晶粒之間會產生間隙或重疊，因此擴散潛變必定伴隨晶界滑移。反之，以晶界滑移為主要變形、並以差排運動等加以調節的是超塑性，把數µm左右細晶粒的材料在熔點一半以上的溫度緩慢拉伸，可得到數百%以上的伸長。超塑性的應力指數約為2，與擴散潛變的1有所區別。此外，在粗晶粒材料施加非常低的應力時，曾報告 n ≈ 1 卻與晶粒尺寸無關的Harper-Dorn潛變，但其存在與機制仍有爭論。
成為問題的場合與對策
擴散潛變即使在低應力下也不會停止，因此在低應力下長時間暴露於高溫的零件中成為問題。對策的基本是使晶粒粗大，高溫零件使用粗晶粒、柱狀晶或單晶就是這個原因。白熾燈的鎢絲中添加微量的鉀，形成細長而互相咬合的晶粒，抑制晶界滑移造成的自重下垂。另一方面，在地函岩石流動的一部分，以及細晶粒陶瓷的高溫變形中，擴散潛變是變形的主角。其特徵是速率與應力成正比、接近黏性流動的行為。
練習擴散潛變的題目
某耐熱合金的穩態潛變速率遵循冪律 ε̇ = Aσⁿexp(−Q/RT)，應力指數為 n = 5。在溫度不變下把應力提高20%，穩態潛變速率約變為幾倍？
- A約2.5倍
- B約6.0倍
- C約1.2倍
某細晶粒的多晶金屬，在熔點（絕對溫度）約0.5倍的溫度、低應力下進行潛變試驗。穩態潛變速率大致與應力成正比（應力指數 n ≈ 1），並大致與晶粒尺寸的3次方成反比。主要作用的潛變機制最適當者為下列何者？
- A受晶粒內部的差排攀移運動所支配的冪律潛變
- B原子沿晶界擴散造成的Coble潛變
- C經由晶粒內部的晶格擴散造成的Nabarro-Herring潛變
常見問題
如何區分Nabarro-Herring潛變與Coble潛變？
以速率對晶粒尺寸的相依性與活化能區分。在改變晶粒尺寸的試樣中，速率與1/d²成正比且活化能接近晶格擴散的值時為Nabarro-Herring潛變，與1/d³成正比且接近晶界擴散的值時為Coble潛變。實際上兩者平行作用，速率相加。
擴散潛變的應力指數為什麼是1？
因為晶界空位濃度的差，與應力所作的功σΩ和熱能kT之比成正比。σΩ遠小於kT，因此濃度差與應力成正比，由此產生的空位流動，也就是潛變速率，也與應力成正比。
擴散潛變與黏性流動相同嗎？
速率與應力成正比這一點相同，擴散潛變顯示接近牛頓黏性的行為。不過，玻璃或液體的黏性流動是由原子協同的重新排列造成，擴散潛變則是原子在晶界之間擴散使晶粒形狀改變的現象，速率強烈依賴晶粒尺寸。
解析中的「擴散潛變」
約6.0倍是把應力比乘上指數n的值，約1.2倍是假設速率與應力成正比（n = 1）的值，這相當於在低應力下作用的擴散潛變。
某耐熱合金的穩態潛變速率遵循冪律 ε̇ = Aσⁿexp(−Q/RT)，應力指數為 n = 5。在溫度不變下把應力提高…在擴散潛變中，原子從受拉伸的晶界擴散到受壓縮的晶界，使晶粒伸長，速率與應力成正比（n = 1）。
某細晶粒的多晶金屬，在熔點（絕對溫度）約0.5倍的溫度、低應力下進行潛變試驗。穩態潛變速率大致與應力成正比（應力指數 …接近理想強度的高應力下以差排滑移為主，中間應力的高溫下以伴隨差排攀移的冪律潛變為主，低應力的高溫下以擴散潛變為主。
關於Ashby等人的變形機構圖（縱軸為以剛性模數規格化的應力 σ/G，橫軸為同系溫度 T/Tm 的圖），下列敘述何者正…因此，擴散潛變（特別是與晶粒尺寸3次方成反比的Coble潛變）、晶界滑移，以及晶界孔洞的生成與合併造成的破斷，在晶界多的細晶粒中越容易發生。
在室溫下細化晶粒會提高強度（霍爾-佩奇關係），但在高溫下長時間承受負荷的零件，卻常使用粗晶粒或單晶。其理由何者正確？
出現「擴散潛變」的題目（4題）
- 某耐熱合金的穩態潛變速率遵循冪律 ε̇ = Aσⁿexp(−Q/RT)，應力指數為 n = 5。在溫度不變下把應力提高20%，穩態潛變速率約變為幾倍？
- 某細晶粒的多晶金屬，在熔點（絕對溫度）約0.5倍的溫度、低應力下進行潛變試驗。穩態潛變速率大致與應力成正比（應力指數 n ≈ 1），並大致與晶粒尺寸的3次方成反比。主要作用的潛變機制最適當者為下列何者？
- 關於Ashby等人的變形機構圖（縱軸為以剛性模數規格化的應力 σ/G，橫軸為同系溫度 T/Tm 的圖），下列敘述何者正確？Tm為熔點（絕對溫度）。
- 在室溫下細化晶粒會提高強度（霍爾-佩奇關係），但在高溫下長時間承受負荷的零件，卻常使用粗晶粒或單晶。其理由何者正確？