武汉理工大学材料科学基础（第2版）课后习题和答案(9)

5 ．在恒定源条件下820 ℃时，刚经1小时的渗碳，可得到一定厚度的表面渗碳层，若在同样条件下，要得到两倍厚度的渗碳层需要几个小时 ?

6 ．在不稳定扩散条件下 800oC 时，在钢中渗碳 100 分钟可得到合适厚度的渗碳层，若在 1000oC 时要得到同样厚度的渗碳层，需要多少时间（D0=2.4310m／sec ； D

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1000 ℃

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=3310m／sec ） ?

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7 ．在制造硅半导体器体中，常使硼扩散到硅单晶中，若在 1600K 温度下，保持硼在硅单晶表面的浓度恒定(恒定源半无限扩散)，要求距表面10-3cm 深度处硼的浓度是表面浓度的一半，问需要

多长时间(已知D1600 ℃=8310cm/sec；当

2+

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-122

时，

2

）？

8 ．Zn在 ZnS 中扩散时，563 ℃时的扩散系数为3310cm/sec;450 ℃时的扩散系数为1.0310cm/sec ，求： (1）扩散的活化能和D0； (2） 750 ℃时的扩散系数。

9 ．实验册的不同温度下碳在钛中的扩散系数分别为2310cm/s(736 ℃) 、5310cm/s(782 ℃) 、1.3310cm/s(838 ℃)。

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(a) 请判断该实验结果是否符合 ，

(b) 请计算扩散活化能（J/mol ℃），并求出在500 ℃时碳的扩散系数。

10 ．在某种材料中,某种粒子的晶界扩散系数与体积扩散系数分别为Dgb=2.00310exp(-19100/T)和Dv=1.00310exp(-38200/T) ，是求晶界扩散系数和体积扩散系数分别在什么温度范围内占优势？

11 ．假定碳在α-Fe(体心立方)和γ-Fe（面心立方)中的扩散系数分别为：

Dα=0.0079exp[-83600(J/mol/RT)cm/sec ；Dγ=0.21exp[-141284(J/mol/RT)cm/ssec 计算 800 ? C 时各自的扩散系数并解释其差别。

12 ． MgO、Ca、PeO均具NaCl结构，在各晶体中它们的阳离子扩散活化能分别为：Na+ 在NaCI中为41Kcal／mol 、 Mg 在MgO中为83Kcal／mol、Ca在CaO中为77Kcal／mol、Fe在FeO中为23Kcal／mol ，试解释这种差异的原因。

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