-1有一硅单晶片-厚05mm-其一端面上每107个硅原子包含两

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1、第四章1.有一硅单晶片,厚0.5mm,其一端面上每107个硅原子涉及两个镓原子，另一种端面经解决后含镓的浓度增高。试求在该面上每107个硅原子需涉及几种镓原子,才干使浓度梯度成为20原子/3m 硅的点阵常数为0507。.在一种富碳的环境中对钢进行渗碳,可以硬化钢的表面。已知在100下进行这种渗碳热解决，距离钢的表面1mm处到mm处,碳含量从at%减到a%。估计在近表面区域进入钢的碳原子的流入量（ato/m2s)。(-Fe在0的密度为73g/c3，碳在Fe中的扩散常数D02.010-5ms,激活能Q=142/mo)。 为研究稳态条件下间隙原子在面心立方金属中的扩散状况,在厚0.25mm的金属薄膜

2、的一种端面(面积100mm2)保持相应温度下的饱和间隙原子，另一端面为间隙原子为零。测得下列数据:温度（K)薄膜中间隙原子的溶解度（gm3)间隙原子通过薄膜的速率（g/s)223140.0025136.0.00计算在这两个温度下的扩散系数和间隙原子在面心立方金属中扩散的激活能。4 一块含0.1%的碳钢在30渗碳,渗到0.5c的地方碳的浓度达到0.5%。在0的所有时间,渗碳氛围保持表面成分为%，假设 =2.10-5exp(-14000/T) (m2/s),(a） 计算渗碳时间;(b) 若将渗层加深一倍,则需多长时间？(c) 若规定.3%C作为渗碳层厚度的量度,则在30渗碳10小时的渗层厚度为87

3、0渗碳0小时的多少倍？ .含8%C的普碳钢加热到9在空气中保温1小时后外层碳浓度降到零。(a)推导脱碳扩散方程的解，假定t时,0处,=。() 如果规定零件外层的碳浓度为0.%,表面应车去多少深度?（ =111c2) 6 在90下对纯铁进行渗碳，并但愿在0.m的深度得到0.9w%的碳含量。假设表面碳含量保持在.20wt% ,扩散系数DFe10-0m2/s。计算为达到此规定至少要渗碳多少时间。. 设纯铬和纯铁构成扩散偶,扩散小时后,ano平面移动了1.51-cm。已知摩尔分数Cr=07时, =126/c,互扩散系数=1.4310-9c2s,试求Matano面的移动速度和铬、铁的本征扩散系数DCr,

4、DFe。(实验测得atno面移动距离的平方与扩散时间之比为常数。） .有两种激活能分别为E=8KJmol和E2=5KJ/mo的扩散反映。观测在温度从5升高到00时对这两种扩散的影响，并对成果作出评述。 . 碳在-Ti中的扩散速率在如下温度被拟定：测量温度扩散系数(m2/s)7310-378250-1383531012（a)试拟定公式D=D0xp（Q/RT）与否合用；若合用,则计算出扩散常数D0和激活能Q。(b)试求出50下的扩散速率。1. 铁在92渗碳4h，碳原子跃迁频率为 179/s,若考虑碳原子在铁中的八面体间隙跃迁,(） 求碳原子总迁移路程;(b) 求碳原子总迁移的均方根位移 ；() 若

5、碳原子在0时的跃迁频率为=109/s，求碳原子在的总迁移路程和均方根位移。11. 根据实际测定lgD与1/T的关系图,计算单晶体银和多晶体银在低于700温度范畴的扩散激活能，并阐明两者扩散激活能差别的因素。12. 对于体积扩散和晶界扩散，假定扩散激活能晶界 Q体积，试画出其InD相对温度倒数/的曲线，并指出约在哪个温度范畴内，晶界扩散起主导作用。 13 试运用FeO分析纯铁在000氧化时氧化层内的组织与氧化浓度分布规律,画出示意图。14在NiO中引入高价的W6+。(a） 将产生什么离子的空位？() 每个+将产生多少个空位？（c）比较NiO和渗的NiO(即NO-WO3)的抗氧化性哪个好？5 已知

6、Al在Al2中扩散常数02.81-3(m2/s)，激活能47(K/mol),而O（氧)在Al2O中的D0=09(m2/s)，Q=6（KJ/mol）。(a) 分别计算两者在K温度下的扩散系数D;（b) 阐明它们扩散系数不同的因素。16 在Nl晶体中掺有少量的Cd，测出Na在N的扩散系数与1/T的关系，如图所示。图中的两段折现表达什么,并阐明DNCl与不成线性关系的因素。1. 假定聚乙烯的聚合度为，键角为095（如图所示），求伸直链的长度为Lmax与自由旋转链的均方根末端距之比值,并解释某些高分子材料在外力作用下可产生很大变形的因素。（链节长度l=0.514nm,=nl2） 8. 试分析高分子的分子链柔顺性和分子量对粘流温度的影响。 19. 已知聚乙烯的玻璃化转变温度Tg=-6,聚甲醛的g=-3，聚二甲基硅氧烷的T8,试分析高分子链的柔顺性与它们的Tg的一般规律。20. 50%结晶高分子的模量与随温度的变化,如图所示。(a) 在图中粗略画出,不同模量范畴内的玻璃态,皮革态,橡胶态和粘流态的位置，并阐明因素。() 在该图上,粗略画出完全非晶态和完全晶态的模量曲线，并阐明因素。