结构推理
试证明:脱溶分解的扩散系数D为正值(正常扩散),而Spinodel分解的扩散系数D为负值(上坡扩散)。在这两种相变中,形成析出相的最主要区别是什么?
【正确答案】根据扩散原理,扩散系数D可写成:
其中是i组元在固溶体中摩尔分数;是i组元的活度系数;为i组元的迁移率。
对二元系有
而,则
由于
代入上式,得
因为
故
代入原式得
对脱溶分解,,即有;
对Spinodal分解,,即有。
二者形成析出相最重要的区别在于形核驱动力和新相的成分变化。在脱溶转变时,形成新相要有较大的浓度起伏,新相与母相的成分有突变,因而产生界面能,需要较大的形核驱动力以克服界面能,以及需要较大的过冷度。而对Spinodal分解,没有形核过程,没有成分的突变,任意小的浓度起伏都能形成新相而长大。
【答案解析】