金屬學擴散(kuòsàn)第一頁，共62頁。回顧金屬(jīnshǔ)的晶體結構純金屬(jīnshǔ)的結晶二元合金鐵碳合金三元相圖金屬(jīnshǔ)及合金的塑性變形回復與再結晶第二頁，共62頁。擴散:物質中原子（或分子）的遷移現(xiàn)象，它是物質傳輸?shù)囊环N方式.原子的微觀運動會引起物質的宏觀流動,氣體和液體的擴散易察覺.固態(tài)金屬中同樣存在擴散現(xiàn)象,且擴散是固體中物質傳遞(chuándì)的唯一方式.擴散是金屬中的一個重要現(xiàn)象，是金屬學的一個重要領域，它與金屬的加工、使用性能間存在密切關系.

第三頁，共62頁。應用(yìngyòng)舉例鑄造合金消除枝晶偏析的均勻化退火鋼在加熱和冷卻時的一些相變變形金屬的回復與再結晶鋼的化學熱處理金屬加熱過程中的氧化和脫碳粉末合金的燒結第四頁，共62頁。本章內容擴散(kuòsàn)的機理擴散(kuòsàn)的條件擴散(kuòsàn)的類型擴散(kuòsàn)的一般規(guī)律:擴散(kuòsàn)第一、第二定律影響擴散(kuòsàn)的因素應用舉例第五頁，共62頁。第一節(jié)概述一、擴散現(xiàn)象氣體和液體中的擴散現(xiàn)象例如：鮮花的芬芳，糖水(tánɡshuǐ)的甜味由物質的原子或分子遷移造成,是物質傳輸?shù)慕Y果。擴散方向是自濃度高的方向向濃度低的方向進行，直至各處濃度均勻為止.固態(tài)物質中的擴散現(xiàn)象金屬結晶時,液態(tài)金屬原子向固態(tài)晶核的遷移,再結晶晶粒長大,鋼的滲碳,金屬的焊接等固體中的擴散速率十分緩慢，但確實存在。第六頁，共62頁。固態(tài)擴散(kuòsàn)的實驗(柯肯達爾效應)把Cu、Ni棒對焊，在焊接面上鑲嵌上鎢絲作為界面標志。加熱到高溫并保溫，界面標志鎢絲向純Ni一側移動了一段距離.柯肯達爾效應:置換互溶組元所構成的擴散(kuòsàn)偶中,由于兩種原子以不同速度相對擴散(kuòsàn),擴散(kuòsàn)通量不相等造成標記面漂移的現(xiàn)象.第七頁，共62頁。固態(tài)金屬中原子的躍遷金屬晶體中的原子按一定規(guī)律呈周期性重復排列，每個原子都處于周期性規(guī)律變化的結合能曲線的勢能谷中，相鄰原子間都隔著一個勢壘Q,因此它們不會合并，也很難換位。但是，原子時刻進行著熱振動，振動能量(néngliàng)與溫度有關。當溫度不變時，存在著能量(néngliàng)起伏。能量(néngliàng)起伏的存在使部分原子具有足夠高的能量(néngliàng),跨越勢壘,由原來平衡位置躍遷到相鄰平衡位置。只要熱力學溫度不是零度，原子就有熱振動，依靠能量(néngliàng)起伏被熱激活，以進行擴散遷移。溫度越高，原子遷移的幾率越大。第八頁，共62頁。固態(tài)擴散是大量原子無序躍遷的統(tǒng)計結果晶體的周期勢場中,原子向各個方向躍遷幾率相等,這樣,不會產生物質傳輸?shù)暮暧^擴散效果(xiàoguǒ).若晶體周期場的勢能曲線傾斜(圖),則原子自左向右躍遷的激活能為Q,自右向左的激活能為Q＋ΔC.那么,原子向右跳動的幾率將大于向左跳動的幾率.大量原子的無序躍遷造成物質的定向遷移，即發(fā)生擴散.擴散不是原子的定向躍遷,而是原子的隨機無序躍遷第九頁，共62頁。二、擴散機理對于不同晶體結構的金屬材料，原子的跳動方式不同，故擴散機理隨晶體結構的不同而變化。原因:擴散不僅由原子的熱運動所控制，還受具體的晶體結構制約。擴散需具備的條件(tiáojiàn):能量條件(tiáojiàn)與結構條件(tiáojiàn)擴散模型(按照單原子的跳動方式分)間隙擴散機理換位擴散機理空位擴散機理第十頁，共62頁。1.間隙擴散機理定義：擴散原子在點陣間隙位置(wèizhi)間躍遷導致的擴散。間隙固溶體中,溶質原子從其所占間隙位置(wèizhi)跳到鄰近另一個空著的間隙位置(wèizhi)置換固溶體中,溶質或溶劑原子從原來所占據(jù)的平衡位置(wèizhi)跳到間隙位置(wèizhi)，再跳到鄰近其他間隙位置(wèizhi).第十一頁，共62頁。實現(xiàn)間隙擴散的條件:結構條件:擴散原子周圍具備幾何間隙位置能量條件:克服跳動時周圍陣點原子的阻力間隙固溶體中,溶質原子占據(jù)的間隙位置很少,大部分是空的,可供間隙原子跳動,間隙擴散可能性大.對置換(zhìhuàn)固溶體,原子尺寸大,間隙很小,處于平衡位置的原子要跳入很小的間隙位置,且還要通過兩個原子之間更小的間隙跳到另一個間隙位置，很難.第十二頁，共62頁。置換原子的兩種間隙擴散模型(móxíng)頂替式和擠列式第十三頁，共62頁。在純金屬或置換固溶體中，原子可以通過換位進行擴散，如圖.直接換位擴散機制:兩原子交換位置時須同時起跳(qǐtiào),很難.環(huán)形換位模型:顯然環(huán)形旋轉換位方式引起的晶格畸變要小得多,故這種擴散機理是可能的.第十四頁，共62頁。3空位擴散機理定義：通過擴散原子與空位交換位置(wèizhi)來實現(xiàn)物質的宏觀遷移。空位的存在，使周圍鄰近原子偏離平衡位置(wèizhi)，勢能升高，從而使原子跳入空位所需跨越的勢壘高度降低，相鄰原子就易于向空位跳動。溫度越高，空位越多，金屬中原子的擴散越容易。空位擴散是固態(tài)金屬最可能采取的擴散機制第十五頁，共62頁。空位擴散是固態(tài)金屬最可能采取的擴散機制原因：相互調位所需能量較大，難以實現(xiàn)。環(huán)形換位必然(bìrán)使通過界面流入和流出的原子數(shù)目相等，無法解釋柯肯達爾效應。基于柯肯達爾效應，以及實際晶體結構中存在著一定數(shù)量點陣空位的事實，空位擴散可能是置換固溶體的互擴散和純金屬的自擴散唯一采取的方式。第十六頁，共62頁。第十七頁，共62頁。三、固態(tài)金屬擴散的條件1、溫度要足夠高固態(tài)擴散依靠原子熱激活而進行。溫度越高，原子熱振動越激烈，被激活而遷移的幾率越大。只要熱力學溫度不是零，總有部分原子被激活而遷移。溫度低時，原子被激活的幾率很低，表現(xiàn)不出物質輸送的宏觀(hóngguān)效果，好象擴散過程被“凍結”，不同物質擴散“凍結”的溫度不同。如,碳原子在室溫下的擴散極其微弱，100℃以上時較顯著，而鐵原子須在500℃以上才能擴散。第十八頁，共62頁。2、時間要足夠長原子在晶體中躍遷一次最多移動的距離，擴散1mm的距離須躍遷億萬次。且原子躍遷的過程是隨機的，所以，只有經過很長時間才能造成物質的宏觀定向遷移。應用:快速冷卻到低溫，原子來不及被激活，使擴散過程“凍結”，就可以保持高溫(gāowēn)下的狀態(tài)。舉例第十九頁，共62頁。3、擴散原子要固溶擴散原子在基體金屬中必須有一定固溶度，溶入基體晶格形成固溶體，才能進行固態(tài)擴散。例1：在水中滴墨水，可很快擴散均勻.但在水中滴油，放置多久也不擴散均勻。例2：鉛不能固溶于鐵，故鋼可以在鉛浴中加熱，獲得光亮(ɡuānɡliànɡ)清潔表面，不用擔心鉛粘附鋼材表面。第二十頁，共62頁。4、擴散要有驅動力擴散過程是在驅動力作用下進行的，擴散的驅動力不是濃度梯度,而是化學位梯度。原因：一些擴散過程沿著濃度降低(jiàngdī)的方向進行，使?jié)舛融呌诰鶆蚧硪恍U散過程是沿著濃度升高的方向進行。因此，濃度梯度并不是導致擴散的本質原因。從熱力學來看，等溫等壓條件下，不管濃度梯度如何，組元原子總是從化學位高處自發(fā)轉移到化學位低處，當每種組元的化學位在系統(tǒng)中各點都相等時，達到動態(tài)平衡。第二十一頁，共62頁。四、固態(tài)擴散的分類1、根據(jù)(gēnjù)擴散過程中是否發(fā)生濃度變化分類自擴散：不伴有濃度變化的擴散，與濃度梯度無關，只發(fā)生在純金屬和均勻固溶體中。例:純金屬的晶粒長大是大晶粒吞并小晶粒。晶界移動，原子由小晶粒向大晶粒遷移，無濃度變化。例:均勻固溶體的晶粒長大,也不發(fā)生濃度的變化.互擴散：伴有濃度變化的擴散，與異類原子的濃度差有關。擴散過程中，異類原子相對擴散，互相滲透，故又稱“異擴散”或“化學擴散”。第二十二頁，共62頁。2、根據(jù)擴散方向與濃度梯度方向相同與否分類下坡擴散沿著濃度降低的方向進行的擴散，使?jié)舛融呌诰鶆蚧＠?鑄錠的均勻化退火、滲碳、滲金屬等。上坡擴散沿著濃度升高的方向進行的擴散，即由低濃度向高濃度方向擴散，使?jié)舛劝l(fā)生兩極分化。例:將含碳量相近的碳鋼與硅鋼對焊，高溫加熱，發(fā)現(xiàn)：碳由低濃度一側向高濃度一側擴散，發(fā)生上坡擴散，擴散的驅動力為化學(huàxué)位梯度。第二十三頁，共62頁。上坡擴散的驅動力也可以是彈性(tánxìng)應力梯度、電位梯度或溫度梯度。如圖,將均勻的單相固溶體Al-Cu合金方棒加以彈性(tánxìng)彎曲，在一定溫度下加熱后,發(fā)生上坡擴散。上坡擴散的驅動力:應力梯度第二十四頁，共62頁。3、根據(jù)擴散(kuòsàn)過程中是否出現(xiàn)新相進行分類原子擴散(kuòsàn)定義：在擴散(kuòsàn)過程中基體晶格始終不變,沒有新相產生，稱為原子擴散(kuòsàn)。反應擴散(kuòsàn)定義：通過擴散(kuòsàn)，使固溶體內溶質組元濃度超過固溶度極限而不斷形成新相的過程.(屬于一種相變擴散(kuòsàn))反應擴散(kuòsàn)形成的新相，可以是新的固溶體,也可以是各種化合物。第二十五頁，共62頁。參考相圖對新相進行分析例如:鐵在1000℃加熱時被氧化(yǎnghuà)，氧化(yǎnghuà)層組織如圖，由表向內依次為：Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe第二十六頁，共62頁。反應擴散的特點:在相界面處產生濃度突變(tūbiàn)，濃度正好對應于相圖中相的極限溶解度。原因：（可用相律F=C-P+1解釋）擴散溫度一定，F(xiàn)=C-P，在單相區(qū)，F(xiàn)=2-1=1，自由度為1，即單相區(qū)濃度可變，存在濃度梯度在兩相區(qū)，F(xiàn)=2-2=0，即各相的濃度不能改變，其大小分別相當于與其相鄰的單相區(qū)濃度。每個組元的化學位在兩相區(qū)中的各點都相等，不存在化學位梯度，擴散失去了驅動力，因此，二元系的擴散層中不可能存在兩相區(qū)。第二十七頁，共62頁。變形金屬的回復與再結晶結構條件:擴散原子周圍具備幾何間隙位置設鑄錠經均勻化退火后，成分偏析的振幅要求降到原來的1%，此時(cǐshí)J：擴散流量，擴散物質流過單位截面速度；A0:0=Cmax-CP=CP-Cmin.第三十五頁，共62頁。擴散不是原子的定向躍遷,而是原子的隨機無序躍遷第五十二頁，共62頁。表明:間隙原子C的擴散(kuòsàn)系數(shù)遠大于置換原子Ni的.定義：通過擴散(kuòsàn)，使固溶體內溶質組元濃度超過固溶度極限而不斷形成新相的過程.單位時間內的擴散(kuòsàn)流量J取決于擴散(kuòsàn)系數(shù)D和濃度梯度dC/dx。它們與溫度、應力、壓力、介質等外部條件有關，又與組織、結構和化學成分等內部因素有關。因此，濃度梯度并不是導致擴散的本質原因。定義：通過擴散原子與空位交換位置(wèizhi)來實現(xiàn)物質的宏觀遷移。將兩根不同溶質濃度的固溶體合金棒對焊，加熱到高溫，則溶質原子將從濃度較高一端向濃度較低一端擴散(kuòsàn)，并沿長度方向形成濃度梯度.第二節(jié)擴散定律一、菲克第一(dìyī)定律（研究擴散現(xiàn)象的宏觀規(guī)律）將兩根不同溶質濃度的固溶體合金棒對焊，加熱到高溫，則溶質原子將從濃度較高一端向濃度較低一端擴散(kuòsàn)，并沿長度方向形成濃度梯度.第二十八頁，共62頁。如在擴散過程中各處濃度C只隨距離X變化，不隨時間(shíjiān)t變化，則單位時間(shíjiān)通過單位垂直截面的擴散流量J對于各處都相等。即：每一時刻從左邊擴散來多少原子，就向右邊擴散走多少原子，沒有盈虧，濃度不隨時間(shíjiān)變化，這種擴散稱穩(wěn)定態(tài)擴散。第二十九頁，共62頁。1885年，菲克進行了固態(tài)原子從高濃度向低濃度的擴散實驗，表明：單位時間內通過垂直于擴散方向的單位截面積的擴散流量與該截面處的濃度梯度成正比。稱菲克第一(dìyī)定律，其數(shù)學表達式稱擴散第一(dìyī)方程：J=-DJ：擴散流量，擴散物質流過單位截面速度；D：擴散系數(shù),反映擴散速度的物理量,是單位濃度梯度時的擴散流量，D值越大,擴散越快。：體積濃度梯度，負號：表示擴散流方向與濃度梯度方向相反第三十頁，共62頁。擴散第一定律的說明:描述溶質原子的宏觀移動與其濃度梯度的關系將金屬看作連續(xù)介質，建立微分方程求解(qiújiě)，不涉及金屬內部的原子過程.適用范圍:穩(wěn)態(tài)擴散，即在一定區(qū)域內，濃度和濃度梯度不隨時間變化，不考慮時間因素對擴散的影響.但實際上穩(wěn)態(tài)擴散的情況很少，大部分屬于非穩(wěn)定態(tài)擴散，需要應用菲克擴散第二定律。第三十一頁，共62頁。二、菲克第二定律非穩(wěn)定態(tài)擴散(kuòsàn):在擴散(kuòsàn)過程中，各處的濃度梯度不僅隨距離x變化，而且隨時間t變化。描述非穩(wěn)定態(tài)擴散(kuòsàn)中各截面濃度梯度與距離x和時間t間的關系，要建立偏微分方程。方法:在擴散(kuòsàn)通道中取相距dx的兩個垂直于X軸的平面,割取一微小體積進行質量平衡運算,即該微小體積中的物質增加率等于流入和流出該體積的流量差。第三十二頁，共62頁。(微小體積中積存物質量)=(流入-流出)物質量設兩平面截面積均為A，在某一時間間隔內流入和流出微小體積的物質擴散流量為J1和J2。由于(yóuyú)故物質的積存速率=而物質的積存速率也可用體積濃度C的變化率表示,則微小體積Adx內物質積存速率為(2)第三十三頁，共62頁。

（2）式與（3）式聯(lián)立，得到

將代入（4）式,得:即為菲克第二定律(dìnglǜ).若擴散系數(shù)D與濃度無關,為常數(shù),則（5）可寫為：第三十四頁，共62頁。推廣為三維空間普遍(pǔbiàn)式:D為常數(shù)第三十五頁，共62頁。三、擴散應用舉例擴散第二定律普遍(pǔbiàn)適用于一般的擴散過程。擴散方程是偏微分方程，不能直接應用，必須結合實際的擴散過程，運用具體的起始條件和邊界條件，求解后才能應用。從式可知,擴散第二定律是以濃度C為因變量，以距離x和時間t為自變量得偏微分方程，方程的解由解析式C＝f（x，t）給出.第三十六頁，共62頁。1、鑄錠（件）的均勻化退火鑄態(tài)下固溶體合金由于(yóuyú)非平衡結晶,出現(xiàn)枝晶偏析，采用高溫長時間均勻化擴散退火,使成分均勻化.溶質原子沿x方向的分布，可用正弦曲線方程表示：第三十七頁，共62頁。Cmax：溶質原子濃度最高值，CP：溶質濃度平均值Cmin：溶質原子濃度最低值A0:0=Cmax-CP=CP-Cmin.：溶質原子濃度最高點與最低點之距離，即枝晶間距（偏析波波長(bōcháng)）的一半。第三十八頁，共62頁。合金長時間保溫擴散(kuòsàn)退火時,枝晶偏析的溶質原子從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散(kuòsàn),隨退火時間增加,成分均勻化.初始條件:t=0時，x=1/2,3/2；則C=Cmax,C=Cmin邊界條件:t>0時,x=0，,2,C=Cp求得正弦解：當x=1/2,sin(x/)=1時,C(1/2,t)=Cp+第三十九頁，共62頁。因為A0=Cmax-Cp，所以(suǒyǐ)有

：為偏析峰值衰減程度實際上，想達到完全均勻化（C=Cp）和偏析峰值衰減程度0，是不可能的。第四十頁，共62頁。設鑄錠經均勻化退火后，成分偏析的振幅要求降到原來的1%，此時(cǐshí)

即算得，要使偏析峰值衰減程度達到偏析峰值的1%，所需退火時間為：計算得使偏析衰減程度達到偏析峰值的1%第四十一頁，共62頁。看出：鑄錠均勻化退火(tuìhuǒ)所需時間t與枝晶間距的平方成正比，減小原始組織中晶粒尺寸或枝晶間距離，可縮短均勻化擴散時間。鑄錠均勻化退火(tuìhuǒ)所需時間t與擴散系數(shù)D成反比應用:用快速凝固或鍛打的方法以使枝晶破碎，均可使枝晶間距減小。提高均勻化退火(tuìhuǒ)溫度，溫度越高，則擴散系數(shù)D越大，均勻化退火(tuìhuǒ)所需時間越短。第四十二頁，共62頁。2、金屬的粘接工業(yè)粘接金屬的方法如焊接、電鍍、包金屬、浸鍍等，都是應用擴散的例子。要使金屬粘接，必須發(fā)生(fāshēng)擴散，否則就不能粘接牢固。1）釬焊：連接金屬的一種方法。第四十三頁，共62頁。釬焊方法：搭接放釬料加熱到稍高于釬料熔點的溫度釬料熔化并填滿母材間隙釬料冷卻,將零件牢固地連接起來。釬焊特點：釬焊時只是釬料熔化，而母材為固態(tài)。因此，要求釬料的熔點要低于母材的熔點。要求釬料和母材不但液態(tài)時能互溶，固態(tài)時也必須(bìxū)互溶，依靠它們的相互擴散形成牢固的金屬結合。第四十四頁，共62頁。釬料與母材的擴散兩種情況:母材→液態(tài)釬料和液態(tài)釬料→母材母材向液態(tài)釬料中的擴散量，除了與釬料成分有關，主要決定于加熱溫度和保溫時間。原因：固態(tài)金屬在液體中的擴散系數(shù)遠大于在固體中的。加熱溫度越高，時間越長，溶解量越大。母材溶解量適當，有利于提高接頭強度；溶解量過大，將使釬料熔點提高，流動性變差，不能填滿母材間隙，會出現(xiàn)熔蝕缺陷，如圖。因此(yīncǐ)，釬焊時必須嚴格控制加熱溫度和保溫時間。第四十五頁，共62頁。釬縫組織可根據(jù)相圖判斷若釬料與母材在相圖上形成固溶體，界面區(qū)可能出現(xiàn)固溶組織，具有良好的強度和塑性，對接頭(jiētóu)性能有利。如果釬料與母材的相圖中存在化合物，則釬焊后的界面區(qū)中可能出現(xiàn)化合物，金屬間化合物可使接頭(jiētóu)性能下降。釬料：B，母材：A。第四十六頁，共62頁。2)鍍鋅鋅通過擴散形成鋅在鐵中的固溶體，還形成脆性金屬間化合物，如控制不當，鍍層易剝落。鍍鋅工藝：清洗鋼板表面→浸入450℃熔融(róngróng)的鋅中若干分鐘→鋼板表面形成鍍鋅層。組織特點:不存在兩相區(qū)，濃度有突變。出現(xiàn)金屬間化合物的鍍層在彎曲時易剝落，須加以避免。方法：

減小鍍層總厚度，在熔融(róngróng)鋅槽中加入適量鋁以減少脆性金屬間化合物的量，從而防止剝落。第四十七頁，共62頁。3)包鋁工業(yè)上用包鋁方法(fāngfǎ)提高硬鋁和超硬鋁板材耐蝕性。工藝：用純鋁包住硬鋁和超硬鋁板材，通過熱軋將他們焊合在一起。特點:通過擴散完成的。不出現(xiàn)脆性金屬間化合物擴散層，但鋁合金中的銅過多擴散到包鋁層中,損害耐蝕性。第四十八頁，共62頁。第三節(jié)影響(yǐngxiǎng)擴散的因素由擴散(kuòsàn)第一定律可知:單位時間內的擴散(kuòsàn)流量J取決于擴散(kuòsàn)系數(shù)D和濃度梯度dC/dx。其中，濃度梯度決定于有關條件，在一定條件下，擴散(kuòsàn)快慢由擴散(kuòsàn)系數(shù)D決定。

D0：擴散(kuòsàn)常數(shù)，Q：擴散(kuòsàn)激活能，R：氣體常數(shù)，T：熱力學溫度。可見，溫度、D0和Q影響擴散(kuòsàn)過程。它們與溫度、應力、壓力、介質等外部條件有關，又與組織、結構和化學成分等內部因素有關。第四十九頁，共62頁。一、溫度溫度是影響擴散系數(shù)的最主要因素。由可看出，D與T呈指數(shù)關系變化，隨溫度升高，擴散系數(shù)急劇增大。原因：溫度越高，原子振動能越大，借助(jièzhù)能量起伏而越過勢壘遷移的原子幾率越大。溫度升高，金屬內部空位濃度提高，有利于擴散。任何元素的擴散，只要測出D0和Q值，便可計算出任一溫度下的D值。第五十頁，共62頁。第五十一頁，共62頁。查表，碳在γ-Fe中擴散(kuòsàn)時，D0-5m2/s，Q=140X103J/mol，已知R＝8.31J/(mol·K），算出，927℃和1027℃時碳的擴散(kuòsàn)系數(shù)分別為：例題(lìtí)第五十二頁，共62頁。二、晶體結構不同晶體結構具有(jùyǒu)不同擴散系數(shù)(同素異構性金屬)例如(lìrú),Fe在912℃發(fā)生α-Fe→γ-Fe轉變，鐵的自擴散系數(shù)為：即:α-Fe的自擴散系數(shù)大約是γ-Fe的245倍。第五十三頁，共62頁。所有元素在α-Fe的擴散系數(shù)>γ-Fe中的擴散系數(shù)例:900℃時,置換原子Ni在α-Fe中的擴散系數(shù)比在γ-Fe中約大1400倍;527℃時,間隙原子N在α-Fe中的擴散系數(shù)比在γ-Fe中約大1500倍。表明：致密度大，擴散系數(shù)小.原因:在密堆積點陣中的擴散比在非密堆積點陣中的慢.原子排列密度大的點陣,原子移動需要克服的原子結合力大,所需的擴散激活能大,因此,擴散系數(shù)小.應用:滲氮溫度盡量選在共析轉變溫度以下（590℃）,可以縮短(suōduǎn)工藝周期。第五十四頁，共62頁。Note：盡管碳原子在α-Fe中的擴散系數(shù)比在γ-Fe中的大，可是滲碳溫度仍選在奧氏體區(qū)域。原因：1）奧氏體的溶碳能力遠比鐵素體大，可以獲得較大的滲層深度；2）考慮溫度的影響。晶體結構異向型:在某些晶體結構中，原子擴散還具有各向異性的特點。如密排六方結構的鋅，在340--410℃范圍內加熱時，垂直于Z軸方向(fāngxiàng)的擴散系數(shù)要比平行Z軸方向(fāngxiàng)的擴散系數(shù)大200倍，但在立方晶系金屬中，卻看不到擴散的各向異性。第五十五頁，共62頁。三、固溶體類型固溶體類型不同，溶質原子的擴散激活能不同。間隙原子的擴散激活能都比置換原子的小，所以擴散速度比較大。Q間隙〈Q置換，D間隙〉D置換例：C、N等溶質原子在Fe中的間隙擴散激活能比Cr、Al等溶質原子在Fe