物理学
简述扩散的原因及晶体材料的扩散机制。
题目
简述扩散的原因及晶体材料的扩散机制。
参考答案和解析
正确答案:
扩散的原因：
（1）原子不是静止的；
（2）原子围绕其平衡位置进行小振幅的振动；
（3）部分原子具有足够振幅，位置移动。
扩散机制：
（1）空位扩散（Vacancy Diffusion）：一个原子与一个相邻空位交换位置多数金属和置换固溶体；
（2）间隙扩散（Interstitial Diffusion）：间隙式固溶体；
（3）直接交换机制：极难，很少发生。
（1）原子不是静止的；
（2）原子围绕其平衡位置进行小振幅的振动；
（3）部分原子具有足够振幅，位置移动。
扩散机制：
（1）空位扩散（Vacancy Diffusion）：一个原子与一个相邻空位交换位置多数金属和置换固溶体；
（2）间隙扩散（Interstitial Diffusion）：间隙式固溶体；
（3）直接交换机制：极难，很少发生。
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相似问题和答案
第1题：
固体中的扩散模型主要有填隙机制和（）。
- A、自扩散机制
- B、杂质扩散机制
- C、空位机制
- D、菲克扩散方程机制
正确答案:C
第2题：
一般晶体中的扩散为（）。
- A、空位扩散
- B、间隙扩散
- C、易位扩散
- D、A和B
正确答案:D
第3题：
药物从微球中的释放机制一般为
A、分布、溶解、吸收
B、吸收、分布、代谢
C、突释、扩散、溶蚀
D、扩散、材料的溶解、材料的降解
E、溶解、材料的溶蚀、水分的穿透
B、吸收、分布、代谢
C、突释、扩散、溶蚀
D、扩散、材料的溶解、材料的降解
E、溶解、材料的溶蚀、水分的穿透
答案：D
解析：
微球中药物的释放机制通常有三种：①药物扩散；②微球中骨架材料的溶解引起药物的释放；③微球中骨架材料的消化与降解使药物释放出来。
第4题：
试分析离子晶体中，阴离子扩散系数－般都小于阳离子扩散系数的原因。
正确答案:离子晶体一般为阴离子作密堆积，阳离子填充在四面体或八面体空隙中。所以阳离子较易扩散。如果阴离子进行扩散，则要改变晶体堆积方式，拆散离子晶体的结构骨架，阻力就会较大。故离子晶体中，阴离子扩散系数一般都小于阳离子扩散系数。
第5题：
材料中质点的扩散机制主要有（）和（）两种。
正确答案:间隙扩散机制；置换扩散机制
第6题：
固体分散体缓释原理正确的描述是（）
- A、水不溶性或脂溶性载体材料构成了溶解扩散或骨架扩散体系
- B、水溶性或脂溶性载体材料构成了溶解扩散或骨架扩散体系
- C、药物从网状结构中缓慢地扩散溶出
- D、水溶性载体材料构成了溶解扩散或骨架扩散体系
- E、其机制与缓控释制剂相类似
正确答案:A,C,E
第7题：
请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？
正确答案:置换机制：包括空位机制和直接换位与环形换位机制，其中空位机制是主要机制，直接换位与环形换位机制需要的激活能很高，只有在高温时才能出现。
间隙机制：包括间隙机制和填隙机制，其中间隙机制是主要机制。
影响扩散的主要因素有：温度（温度约高，扩散速度约快）；晶体结构与类型（包括致密度、固溶度、各向异性等）；晶体缺陷；化学成分（包括浓度、第三组元等）。
第8题：
简述技术创新扩散机制及其构成要素。
正确答案: 技术创新扩散机制：技术创新扩散过程中所涉及各主要要素间的联系方式、相互作用方式以及它们之间所遵循的特定规则的总和。
技术创新扩散机制主要由下列要素构成：创新成果的供给者、创新成果的采用者、扩散的中介渠道、扩散的方式、创新成果的特性、环境系统。
第9题：
空位扩散是指晶体中的空位跃迁入邻近原子，而原子反向迁入空位，这种扩散机制适用于（）的扩散
- A、各种类型固溶体
- B、间隙型固溶体
- C、置换型固溶体
- D、A和B
正确答案:C
第10题：
简述温度、固溶体类型、晶体结构、晶体学各向异性、浓度、晶体缺陷、第三元对扩散系数的影响及其原因。
正确答案: （1）温度升高，原子的自由能升高，在平衡位置附近的振动加剧，易于从一个平衡位置跳动到另一平衡位置，导致扩散系数增大。
（2）间隙固溶体的扩散激活能小，所以扩散系数较大；而置换固溶体的扩散激活能中包含空位形成能，扩散激活能较大，所以扩散系数较小。
（3）有些材料有多晶形性转变，晶体结构改变后扩散系数D也明显改变；另一方面，不同的溶剂对溶质的溶解度不同，形成的浓度梯度不同，也会影响扩散；
（4）晶体学的各向异性也会影响扩散。点阵对称性较差的晶体，其各个晶体学方向的扩散系数是有差别的。
（5）无论是置换固溶体还是间隙固溶体，其溶质原子的扩散系数都是随浓度的改变而改变的。如C在α-Fe中和C在γ-Fe中的扩散，含C量升高，扩散系数增大，在含C量较高时这种影响更明显。
（6）一般来说，晶体缺陷处是自由能较高的部位，原子通过缺陷进行扩散的激活能较低，所以晶体缺陷均可促进扩散。
（7）如果第三元不均匀分布，则不仅影响扩散速度，还可能影响扩散方向。