扩散通量

更新时间:2024-09-04 20:25

固态材料在扩散过程中,根据某处物质质量浓度的变化情况,可将扩散分为稳态扩散非稳态扩散两大类。扩散通量便是描述这些扩散现象物理量

术语简介

菲克第一定律(见菲克定律):;其中J为扩散通量,D为扩散系数,ρ为扩散物质的质量浓度,x为扩散方向。

扩散系数的定义为:当浓度为一个单位时,单位时间内,垂直通过扩散方向x的单位面积的物质流量

而扩散系数的定义少了“当浓度为一个单位时”,从菲克第一定律不难看出,其实扩散系数的数学意义就是:扩散通量与浓度梯度之比,即与“当浓度为一个单位”的意义吻合。

其中负号的意思是扩散从高浓度向低浓度自发进行。ρ与x为线性关系,随着x的增加ρ增加,即浓度梯度增加,斜率为正。而扩散的方向正好从高浓度向低浓度进行,于是在前加负号。(这里不考虑“上坡扩散”的因素)

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