材料科学基础第四章作业-2014

第四章作业：日1、简述菲克第一定律和菲克第二定律的含义，并写出表达式，表明字母的物理含义。2、在900℃对一批钢齿轮成功渗碳需要10个小时，此温度下铁为FCC晶体。如果渗碳炉在900℃运行1个小时需要耗费1000元，在1000℃运行1小时需要耗费1500元，若将渗碳温度提高到1000℃完成同样渗碳效果，是否可以提高其经济效益？(已知碳在奥氏体铁中的扩散激活能为137.52KJ/mole)3、一片薄铁片，一边和渗碳气体接触，另一边和脱碳气体接触，在1000℃保温。（a）设表面碳浓度保持在1.4%和0.15%，画出达到平衡态时铁片内部的碳浓度分布曲线示意图（b）若表面碳浓度在0.15%时Dc为2.5*10-11m2/s，表面碳浓度在1.4%时Dc为7.7*10-11m2/s，则两表面间的浓度梯度具有怎样的定量关系？（c）若铁片厚度为2mm，估算穿过铁片的碳原子的扩散通量（单位：kg/m2·s）。已知1000℃时0.8%碳浓度为60kg/m34、含碳0.1％的碳钢在1.3％的渗碳气氛中升温至930℃进行渗碳，已知此时D（γ-Fe）为1.5*10-7cm2/s。（1）若工件表面很快达到渗碳饱和浓度，求渗碳10h后渗碳层中碳的浓度分布。（2）若3小时后能够达到预定碳浓度的渗层厚度为0.4mm，某人需要获得0.8mm厚的渗层，计划用6小时，此计划是否正确？为什么？5、在Au棒的一端涂上少量放射性同位素金，高温保温24h后，平行于端面切片，各切片中心的放射性强度如下：切片中心距棒端面距离x（μm）1020304050放射性强度I83.866.442.223.68.74用以上表格中的数据来确定放射性同位素的扩散系数D。6、纯Cr和纯Fe组成扩散偶,一个小时后界面移动了15.2μm。当界面处Cr的摩尔分数x(Cr)=0.478时,有=126/cm,(l为扩散距离)，互扩散系数为1.43*10-9cm2/s求:Cr和Fe的本征扩散系数7、请简述扩散的微观机制有哪些？哪种方式比较容易进行？8、影响晶体固体中原子扩散的主要因素有哪些？并加以简单说明9、已知Al在Al2O3中扩散常数D0(Al)＝2.8×10－3m2/s，激活能为447kJ/mol，而氧在Al2O3中扩散常数D0（O）＝0.19m2/s，激活能为636kJ/mol,（1）分别计算二者在2000K时的扩散系数；（2）说明它们扩散系数不同的原因。/xl10、在MgO中引入高价的W6+，将产生什么离子空位？比较MgO和掺W6+的MgO的抗氧化性哪个好些？11、请说明高分子的分子链柔顺性和分子量对粘流温度各有什么样的影响。