固体中的扩散

　　固体中的扩散（solids，diffusion in），由热运动引起的物质粒子在固体中的迁移过程。扩散粒子可以是杂质原子或离子，也可以是与基质相同的粒子（自扩散)。扩散的微观机构有填隙扩散、空位扩散和交换扩散3种方式。扩散粒子在点阵间隙中运动称为填隙扩散；由于热运动，点阵中的个别原子会离开原位成为填隙原子，原来位置形成一个空位，附近原子填补这个空位时造成空位移动和原子迁移，称空位扩散；点阵中相邻原子交换位置产生交换扩散。杂质原子比基质原子小得多时杂质原子多为填隙扩散，基质原子或替代式固溶中的溶质分子的扩散常常是空位扩散，交替扩散的机会一般较小。引起物质在固体中宏观迁移的原因是粒子浓度的不均匀。单位时间内通过单位面积的粒子数称为扩散流密度。实验表明，扩散流密度与扩散粒子浓度的梯度成正比。扩散系数与温度密切相关，温度越高，扩散系数越大。晶体中的位错、晶粒间界及其他各种缺陷对扩散系数有很大影响。

　　研究固体中的扩散对材料性质的研究和生产技术中的应用有重要意义，金属材料的相变、氧化、烧结过程、蠕变和内耗等都与扩散有关。扩散现象已广泛用于半导体的掺杂工艺。