什么是柯肯达尔效应,名词解释定义是?
柯肯达尔效应(Kirkendall effect)是指在置换型扩散偶中,由于两种原子以不同的速率相对扩散,导致在界面附近出现标记物漂移以及扩散偶体积发生变化等现象 。
以下为详细说明: 实验现象:1947 年,柯肯达尔(Kirkendall)和斯密吉尔斯(Smigelskas)设计了一个实验,在一块α黄铜(Cu-Zn合金)上镀上一层很薄的钼丝作为标记,然后在其上面放置一块纯铜,加热到高温并保温一段时间。
结果发现,经过一定时间扩散后,钼丝标记向纯铜一侧移动,同时原来的黄铜一侧出现了空洞。
原理:在扩散过程中,锌原子向纯铜方向的扩散速率比铜原子向黄铜方向的扩散速率快,这种不等量的原子交换使得标记面发生移动,宏观上就表现出柯肯达尔效应。
本质上,这是由于不同原子在晶格中的扩散系数存在差异所导致的。
意义:柯肯达尔效应揭示了置换固溶体中原子扩散的复杂性,打破了过去认为扩散是两组元相对反向等量迁移的传统观念,为深入理解扩散机制提供了重要依据,推动了材料科学中扩散理论的发展。
此外,该效应在材料制备、金属加工、半导体器件制造等领域都有重要应用,例如在研究材料的成分分布、组织演变以及预测材料性能变化等方面发挥着关键作用。