[科普中国]-扩散激活能

克服能垒所必须的额外能量才能实现原子从一个平衡位置到另一个平衡位置的基本跃迁，这部分能量称为扩散激活能。原子产生振动跃迁的两个原因是：激活能和缺陷集中。激活能产生原因：原子从一个平衡位置跃迁到另一个平衡位置时，其相邻的其他原子必须被挤压短暂的离开平衡位置，所以需要激活能。

定义扩散激活能是表明扩散时需要的能量大小，需要的能量多，就不容易达到，扩散进行的就困难，扩散就慢。从公式里面也可以看出，Q越大，则扩散系数D就越小1。

简介扩散激活能用Q来表示，对于间隙扩散，Q表示每mol间隙原子跳跃时需越过的势垒，对空位扩散，Q表示阿伏伽德罗常数个空位形成能加上每mol原子向空位跳跃时需越过的势垒2。

公式扩散系数与温度关系：

D=D0exp(-Q/RT)

表达式中指数上的能量Q，其量纲一般为kJ/mol。上式中的D0称为扩散常数，一般通过实验给出logD0对1/T为一线性关系，按照上式从一条截距为logD0斜率为-Q/T的直线很容易求出扩散激活能。

实例对一些金属中自扩散激活能与金属的熔点Tm。有着简单的关系Q= 34Tm。通过扩散机制可以证明对bcc,fcc纯金属自扩散，Q= Hf+Hm,，其中Hf,Hm。分别表空位形成，空位运动所引的焓变3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学