当前位置：文档之家 › 材料科学基础-扩散

材料科学基础-扩散

  • 格式：doc
  • 大小：95.50 KB
  • 文档页数：3

下载文档原格式

  / 3

合集下载

材料科学基础11章扩散

材料科学基础11章扩散

三.扩散系数（cm2/s，m2/s） 1.无序扩散Dr：质点作布朗运动、不存在化学位梯度时的扩散。 特点：a.移动方向是无序的，无外场推动；b.由热起伏使原子 获得迁移活化能引起；c.不产生定向扩散流，每次跃迁与前次 无关。 1 2 Dr / 6 f r 2 6 f为跃迁频率，f=AoNvexp[-Gm/RT]，A比例常数，o振动 频率1013次/秒，Nv(空位)缺陷浓度，Gm跃迁(扩散)活化能。r 为每次跃迁距离，r=kao，ao晶格参数，Dr=1/6k2ao2f ，令γ=A/6 k2 ，γ结构因子 Dr=ao2oNvexp[-Gm/RT] 用扩散系数描述质点扩散： D↑→扩散↑； T↑、Nv↑、 Gm↓→D↑→扩散↑。
二、菲克定律与扩散动力学方程
1855年德国物理学家 A· 菲克（Adolf Fick）在研究大量扩散现象的基础 上，首先对这种质点扩散过程作出定量描述，得出著名的菲克定律，建立了 浓度场下物质扩散的动力学方程。
1.费克第一定律：稳定扩散的原子扩散通量与浓度梯度成正比。 一维方向： Jx=-Dc/x c c c J D C D(i j k ) 三维方向： x y z
§11-2 扩散的推动力
一、扩散的一般推动力
根据广泛适用的热力学理论，可以认为扩散过程与其他物 理化学过程一样，其发生的根本驱动力应该是化学位梯度。一 切影响扩散的外场（电场、磁场、应力场等）都可统一于化学 位梯度之中，且仅当化学位梯度为零，系统扩散方可达到平衡。 下面以化学位梯度概念建立扩散系数的热力学关系（能斯特-爱 因斯坦公式） 。
2. 晶界的内吸附
晶界能量比晶粒内部高，如果溶质原子位于晶界上，可降低体系总能 量，它们就会扩散而富集在晶界上。
3 .固溶体中发生某些元素的偏聚

材料科学基础-第七章_扩散讲解

材料科学基础-第七章_扩散讲解
两根浓度不同的合金棒料焊接在一起，在高温下保温一段时间后，浓度 分布发生变化。
浓度C
C = C2
C2 > C1
C = C1 x
C2
原始状态
最终状态
C1
距离 x
扩散对溶质原子分布的影响
第七章 扩散－§7.2 扩散定律
阿道夫·菲克（Adolf Fick）于1855年通过实验得出了关于稳定态扩散的 第一定律，即在扩散过程中，在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截 面积的扩散物质流量（称为扩散通量J）与浓度梯度dC/dx成正比：
－x
0
＋x
t0
t1 t2
原子间结合力越大，排列越紧密，激活能越大，原子跃迁越困难。
对称的周期势场
第七章 扩散－§7.1 概述
倾斜的周期势场
激活原子的跃迁
对称和倾斜的势能曲线及激活原子的跃迁
对称的周期势场不会引起物质传输的宏观扩散效果。 倾斜的周期势场使原子自左向右跃迁的几率大于自右向左跃迁的几率。 扩散正是这种原子随机跃迁过程。
J q q
q－通过管壁的碳量
At 2πrlt
根据菲克第一定律：
D dC q dr 2rlt
解得：q D(2πlt) dC dln r
通过实验可求得q和碳含量沿筒壁的径 向分布，作出C－lnr曲线，即可求出D。
l
测定扩散系数的示意图
1000C时lnr与C的关系
第七章 扩散－§7.2 扩散定律
丝
Kirdendall 实验
不等量扩散导致Mo丝移动的现象称为柯肯达尔效应。
第七章 扩散－§7.1 概述
2.扩散现象的本质
固态扩散是大量原子随机跃迁的统计结果。
金属的周期势场

材料科学基础重点总结 3 扩散

材料科学基础重点总结 3 扩散

三材料的扩散扩散是物质中原子（分子或离子）的迁移现象，是物质传输的一种方式。

扩散的本质是原子依靠热运动从一个位置迁移到另一个位置。

是固体中原子迁移的唯一方式。

研究扩散一般有两种方法：表象理论—根据所测量的参数描述物质传输的速率和数量等；（宏观）原子理论—扩散过程中原子是如何迁移的。

（微观）3.1 扩散的分类1. 根据有无浓度变化自扩散：原子经由自己元素的晶体点阵而迁移的扩散。

(如纯金属或固溶体的晶粒长大-无浓度变化)互扩散：原子通过进入对方元素晶体点阵而导致的扩散。

（有浓度变化）2. 根据扩散方向下坡扩散：原子由高浓度处向低浓度处进行的扩散。

上坡扩散：原子由低浓度处向高浓度处进行的扩散。

固态扩散的条件1、温度足够高；2、时间足够长；3、扩散原子能固溶；4、具有驱动力：5、化学位梯度。

菲克第一定律稳态扩散：扩散过程中各处的浓度及浓度梯度不随时间变化（əC/ət=0，əJ/əx=0）菲克第一定律：在稳态扩散过程中，扩散通量J与浓度梯度成正比J为扩散通量，表示单位时间内通过垂直于扩散方向x的单位面积的扩散物质质量，其单位为kg/(m2s)或kg/(cm2s)。

D为扩散系数，其单位为m2/s；ρ是扩散物质的质量浓度，其单位为kg/m3。

式中的负号表示物质从高浓度向低浓度扩散的现象，扩散的结果导致浓度梯度的减小，使成份趋于均匀。

菲克第二定律非稳态扩散——各处的浓度和浓度梯度随时间发生变化的扩散过程。

（əC/ət≠0, əJ/əx≠0）。

大多数扩散过程是非稳态扩散过程，某一点的浓度是随时间而变化的菲克第二定律：扩散过程中，扩散物质浓度随时间的变化率，与沿扩散方向上物质浓度梯度随扩散距离的变化率成正比。

3.2 置换式固溶体中的扩散---互扩散与柯肯达尔效应互扩散——柯肯达尔效应柯肯达尔最先发现互扩散，在α黄铜—铜扩散偶中，用钼丝作为标志，785℃下保温不同时间后，钼丝向黄铜内移动，移动量与保温时间的平方根成正比，Cu-黄铜分界面黄铜侧出现宏观疏孔。

材料科学基础5 材料中的扩散

材料科学基础5 材料中的扩散

5. 1.2 菲克第二定律
• 表达式：c/t=D2c/x2 -dJx=Jx -Jx+dx =mx/(A.dt)-mx+dx/(A.dt)=dmx/A.dt • -dJx/dx=dmx/(A..dx.dt) • c/t=D2c/x2
dx Jx Jx+dx
单相扩散的 微元体Adx
5.1.3 科肯道尔(Kirkendall)效应
• 界面扩散 • 通过界面(晶界，相界和表面)的扩散叫 界面扩散。 • 在晶界区域原子堆积密度较低，其迁移 率高，扩散系数小。在晶体表面，原子 沿表面的迁移受周围点阵原子的作用较 小，所需激活能更低。 • 通常，表面激活能只有体扩散的一半， 晶界扩散激活能介于两者之间。
• 上述结论对晶态化合物中的离子扩散同 样适用。 727 440º C D • 杂质或熔质在 表面扩散 10-8 • 晶界的富集会 晶界扩散 10-10 • 加速晶界扩散。 10-12 • 银的体扩散， 10-14 体扩散 • 晶界扩散和表 (m2s-1) • 面扩散系数曲 1.0 1.4(103K-1) • 线。
• • • • • • • • • •
C1 低碳钢棒渗碳：棒 Cs 的一端暴露于碳势 cs 为cs(c2)的渗碳介 c0 质中，温度恒定在 0 x 奥氏体相区。 γ 通常以渗碳表面到 α 给定碳浓度c*处为 α+Fe3C 渗碳层深度δ。根据 c1 c2 式5-5，有： erf(δ/2Dt)=(cs-c*)/(cs-c0)=const
5.1.4 扩散定律的应用
（1）误差函数解－恒定扩散源 方程c/t=D2c/x2误差函数的通解为： c(β)=Aerf(β)+B 其中β= x/2Dt erf(β)为高斯误差函数，其值可查表 适用条件：无限长棒和半无限长棒。 表达式：Cx=Cs－(Cs-C0)erf(β) (半无限长棒)。 例：在渗碳条件下：C:x,t处的浓度； Cs:表面含碳量; C0:钢的原始含碳量。

材料科学基础-第4章-扩散

材料科学基础-第4章-扩散

利用波尔茨曼-吴野平面求D。（略）
25
第二章
固体结构
第二节
一、扩散驱动力
扩散的热力学分析
发现“上坡扩散”（物质从低浓度区向高浓度区扩散）， 提出扩散驱动力是化学势梯度。 设原子i的自由能为μi，存在化学势梯度时，原子受力：
Fi
μi x
式中负号表示驱动力方向与化学位梯度方向相反，即物质 向着化学位下降的方向扩散。 结论：扩散驱动力是化学位梯度。若△μ=0，则扩散不引 起扩散物质的浓度分布改变。
观察者
19
第二章
固体结构
因为式(1)、(2)相等，所以有：
(DA ∂ρA/∂x-D ∂ρA/∂x)/ρA=(DB ∂ρB/∂x-D ∂ρB/∂x)/ρB (DAρB-DρB）∂ρA/∂x=(DBρA-DρA）∂ρB/∂x
假设扩散时晶体密度不变，有：ρA+ρB =常数 因此： ∂ρA/∂x+ ∂ρB/∂x=0， 即：∂ρA/∂x =-∂ρB/∂x 故：（DAρB-DρB）∂ρA/∂x=（DρA-DBρA）∂ρA/∂x
14
第二章
固体结构
2、高斯解 在B 金属长棒一端沉积一极薄层A金属（质量为M），在A金 属薄层一端再连接B 金属长棒。加热扩散偶。A原子向两侧金属 棒B 中扩散。 ρ 2ρ D 对于方程 t x 2
B A B
初始及边界条件为： t=0 时,x=0,ρ=∞；x≠0,ρ=0 t＞0 时,x=±∞,ρ=0 若D为常数，方程的解为： M x2 t) (x, exp( ) 4Dt 2 πDt
固体结构
2、柯肯达尔效应
Mo丝标记
Cu
JCu
JNi
Ni
钼丝标记位移表明向左和向 右越过标记面的扩散原子数目不 等。此现象称为柯肯达尔效应。 原因：Cu和Ni原子具有不同 的扩散系数。其反映了置换固溶 体中的互扩散现象。

材料科学基础--扩散

材料科学基础--扩散

设晶面间距为，则1、2面附近的溶质 体积浓度为 n n
C1

1
; C2

2
;
由于两晶面距离很近
dC C C2 C1 n2 n1 ; 2 dx x dC n2 n1 2 dx
替换n1-n2得
dC J p dx
2
与扩散第一定律比较，得
D p
2 2
间隙扩散激活能是溶质原子跳动时所需的额外 内能。
（3）柯肯达尔效应
Mo 丝 标 记
在黄铜表面，敷上一 750oC加热 Cu+30%Zn 些很细的钼丝，然后 d Cu 在黄铜上镀铜。钼丝 就被包围在铜和α 黄 0.14 铜的分界面上。 将它们放在750℃保温，0.10 使Zn和Cu发生互扩散。0.06 发现钼丝向内移动， 扩散后黄铜界面上有 0.02 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 微孔 加 热 时 间 t1/2 / 天 1/2
2

0
令

0


2
4

x 2 Dt
x 2 Dt 0
c A exp(
2
)d B A
exp( 2 )d B
（3）成为
x C A erf B 2 Dt
利用边界条件，定出积分参数
C1 C2 C1 C2 x C erf 2 2 2 Dt
固态扩散的条件
扩散与原子热运动（点缺陷的运动）相关，因此必须 在满足以下条件才能实现 （1）温度足够高； （2）时间足够长； 对于互扩散，还要满足 （3）扩散原子能固溶； （4）具有驱动力：化学位梯度。
本章主要内容
扩散方程 扩散的微观机制 扩散的热力学 反应扩散 影响扩散系数的因素

材料科学基础-第七章_扩散


J D dC dx
扩散第一方程
式中：J－扩散通量（Diffusion Flux）；
D－扩散系数（Diffusion Coefficient）；
dC/dx－体积浓度梯度（Concentration Gradient）；
“－”表示物质扩散方向与浓度梯度方向相反，即扩散从浓度高处
向
浓度低处进行。
提示：
菲克第一定律描述的是浓度仅随距离变化，而不随时间变化的扩散过 程，这种扩散即稳定态扩散。
解得：q D(2πlt) dC dln r
通过实验可求得q和碳含量沿筒壁的径 向分布，作出C－lnr曲线，即可求出D。
l
测定扩散系数的示意图
1000C时lnr与C的关系
第七章 扩散－§7.2 扩散定律
二、菲克第二定律（Fick’s Second Law）
扩散过程大多为非稳定态扩散，即各点的浓度不仅随距离变化，而且还 随时间变化。
第七章 固态金属中的扩散
Chapter 7 Diffusion in Metals and Alloys
主要内容：
概述 扩散定律 影响扩散的因素 扩散机制
第七章 扩散
扩散是物质中原子（或分子）的迁移现象，是物质传输的一种形式。 在一定温度下，物质内部能量较高的原子可以脱离周围原子的束缚，离开 其原来的平衡位置跃迁至一个新的位置，从而发生原子的迁移。大量的原子 迁移造成物质的宏观流动，即扩散。 在固体中，原子或分子的迁移只能靠扩散来进行。
2.7 0.999
第七章 扩散－§7.2 扩散定律
代入原式：
C C1 C2 C1 C2 2 xቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 Dt eβ2 dβ C1 C2 C1 C2 erf( x )

材料科学基础---第七章 扩散与固相反应


稳定扩散： 若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间
而变，即 dc 0 ，这种扩散是稳定扩散。
dt
不稳定扩散： 扩散物质在扩散层dx内的浓度随时间而变化
即 dc 0，为不稳定扩散。
dt
1. 菲克定律
第一定律：
内容：若扩散介质中存在着扩散物质的浓度差， 在此浓度的推动下产生沿浓度减少方向的定向扩 散。当扩散为稳定扩散时，在dt（s）时间内，通 过垂直于扩散方向平面上的ds（m2）面积的扩散 流量（质点数目）与沿扩散方向上的浓度梯度成 正比。
C(x,t) C0 (1
2 ) e 2 d 0
引入误差函数的余误差函数概念：
erf ( ) 2 e 2 d
0
erfc( ) 1 2 e 2 d
0
C(x,t) C0 erfc(x 2 Dt )
erfc( )可由误差函数表查得

N
I
)
exp
S M
R
exp
H M
RT

讨论：
1.当温度足够高时，N
' V

NI
，此时扩散为本征扩散
控制：
Q H f 2 H M

D0
a0 20
exp S f
2 R
S M

2.当温度足够低时，
N
' V
i Ci

C Ni , d ln Ci
Bi
i ln Ci
d ln Ni



Di

Bi

i ln Ni

i


0 i

材科-第五章-扩散


Rn na
第 二 节 扩 散 的 微 观 机 理
考虑每次跃迁与前次跃迁的相关性，引入相关系数 f,
则：
D 1 fΓa 2 6
相关系数 f 值主要取决于晶体结构和扩散机制。
第 五 章 则：
第二节 扩散的微观机理
1 2 D f a 6
第 二 节 扩 散 的 微 观 机 理
相关系数 f 值主要取决于晶体结构和扩散机制。 如果扩散以空位机理进行， 对于金刚石结构： f=0.5 对于bcc结构： f=0.72 对于fcc结构和hcp结构：f=0.79 a值主要取决于晶体的点阵类型和点阵常数，变化不大。
基 本 概 念
第 五 章
第五章 材料中的扩散
（2）根据扩散方向 下坡扩散：原子由高浓度处向低浓度处进行的扩散。 上坡扩散：原子由低浓度处向高浓度处进行的扩散。 （3）根据是否出现新相 原子扩散：扩散过程中不出现新相。 反应扩散：由之导致形成一种新相的扩散。 3 固态扩散的条件 （1）温度足够高； （2）时间足够长； （3）扩散原子能固溶； （4）具有驱动力：化学位梯度。
置换扩散：主要以空位机制进行
式中， Δ Gf –空位形成自由能； H f H m D0 exp ΔSf – 空位形成熵； RT ΔHf –空位形成焓。
C mol/cm3、g/cm3
“－” 表示粒子从高浓度向低浓度扩散，即逆浓度梯度方向扩散
C x
浓度梯度(矢量)
C J＝－D x
dC 稳定扩散： 扩散质点浓度不随时间变化,也可写为 J源自 D dx推动力： 浓度梯度
C J 、 x x C J 0、 0 t x
描述： 在扩散过程中，体系内部各处扩散质点的浓度不随 时间变化，在x方向各处扩散流量相等。

材料科学基础-第四章 晶态固体中的扩散


2 r i r i j 0
i 1 j 1
n 1 n i
当存在相关效应时，可用一种简便的方法 定量表示这些相关，即求实际的<R2实际>和完全 无规行走的< R2无规行走>之比。由式4.11和4.12 可得
n 1 n i 2 r i r i j 1 i 1 j 1 f lim n n 2 ri i 1
（4.4）
若沉积物是臵于试样表面的薄层， 只向x﹥0处扩散，则其解应为
x2 M C x, t exp 4 Dt Dt
（4.5）
适用于薄膜材料的扩散问题。
2. 误差函数解
在t时间内，试样表面扩散组元i的浓度Cs 被维持为常数，试样中i组元的原始浓度为Co， 则方程（4.2）的 初始条件 t＝0时 x﹥0 C=Co 边界条件 t≥0时 x＝0 C=Cs x＝∞ C=Co 其解为
空位扩散机制
在纯金属和臵换式固溶体中，组元的原 子直径比间隙位臵要大的多，这时主要通过 溶质原子与空位交换位臵进行扩散。
4.其他机制 在直接换位机制ห้องสมุดไป่ตู้， 两个邻近原子直接交换位
臵。这会引起很大的点阵
瞬间畸变，需克服很高的 势垒，只能在一些非晶态 合金中出现。
直接换位机制
环形换位机制具
有较低的势垒，不过
二、菲克第二定律
大多数扩散过程是非稳态扩散，即在扩散过程 中任一点的浓度随时间而变化（ dc/dt≠0 ）。
解决这类扩散问题，可由第一定律结合质量守 恒条件，推导出菲克第二定律来处理。 如图表示在垂至于物质运动的方向x上，取一个 截面积均为A, 长度为dx的体积元，设流入及流出此 体积元的扩散物质通量J1和J2，由质量平衡可得： 流入速率－流出速率＝积存速率
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

稳定扩散 若扩散物质在扩散层dx 内各处的浓度不随时间而变化，即dc/dt=0。

这种扩散称稳定扩散
不稳定扩散 扩散物质在扩散层dx 内的浓度随时间而变化，即dc/dt≠0。

这种扩散称为不稳定扩散
菲克第一定律
在扩散体系中，参与扩散质点满足x
C
-D
J ∂∂=，即菲克第一定律 菲克第二定律 在扩散体系中，参与扩散质点满足x
C D t C
22
∂=∂∂∂，即菲克第二定律 本征扩散 扩散系统仅受热运动的影响形成的扩散称之为本征扩散
非本征扩散 因扩散受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制，故称之为非
本征扩散。

相应的D 则称为非本征扩散系数
自扩散 一种原子或离子通过由该种原子或离子所构成的晶体中的扩散 互扩散 两种或两种以上的原子或离子同时参与的扩散 扩散系数 扩散系统中，单位浓度梯度下的通量
扩散通量 扩散系统中，单位时间内通过垂直于x 轴的单位平面的原子数量
上坡扩散 溶质原子从浓度地处向浓度高处迁移的现象称为上坡扩散；产生的原因是扩散的推动力是化学位梯度，而不是浓度梯度
扩散激活能
原子在晶体结构中由一个平衡位置跳向相邻的平衡位置时，通常要越过一个自由能垒，该能垒高度称为扩散激活自由能，它是原子扩散的阻力。

扩散激活自由能的内能部分称为扩散激活能
柯肯达尔效应 对于置换型固溶体中溶质原子的扩散，由于溶质与溶剂原子的半径相差不大，原子扩散必须与相邻原子间做置换，能观察到这种结果的实验现象称为柯肯达尔效应
反应扩散 伴随有化学反应或相变的扩散过程称之为反应扩散或相变扩散，反应扩散速度主要受化学反应和扩散速度控制
短路扩散 固态金属中原子沿表面,晶界,位错等途径的扩散
1.扩散机构总结
扩散机构
扩散方向 扩散激活能 扩散系数
迁移方式 空位扩散机构（主要）
空位扩散方向的逆方向
空位形成能和迁移能之和
和
空位形成能和迁移能之扩散激活能，大小等于:)
2
2
exp()(exp *
00
Q RT
Q D H
H
D D
f
+∆-
=-
=
质点从结点位置上迁移到相邻的空位中
间隙扩散机构
（主要）
间隙原子迁移能 )(exp 0RT Q D D -
=
间隙质点穿过晶格迁移到另一个间隙位置 亚间隙机构
间隙质点从间隙位置迁移结点位置，并将结点位置上的质点撞离结点位置而成为新的间隙质点 易位扩散机构
两个相邻结点位
置上的质点直接交换位置进行迁移
环易位机构
几个结点位置上的质点以封闭的环形依次交换位置进行迁移
1.空位机构和间隙机构是金属体系和离子化合物体系中质点扩散的主要形式
2.空位机构比间隙机构的扩散激活能大，但是扩散系数小
3.固态金属中扩散方向是化学位梯度降低方向 2.扩散中常用公式
)(exp 0RT Q D D -
=
δ2
61D Γ=(频率,自由程)
x
C -
D J ∂∂=(适用于稳定扩散和非稳定扩散)
x C D t C 2
2
∂=∂∂∂（不稳定扩散） dx
dc -DA JA dt dm == Dt K x =(实验测得的浓度已知) Dt
A t x x
4),(lnI 2
-
=（A ：图像的截距，Dt
41
-
为斜率；）
3.扩散的结果都是使不均匀体系均匀化，不平衡逐渐达到平衡
4.非稳定扩散类型
①扩散质在晶体表面浓度恒定情况：)2(
),(C 0Dt
x erfc t x C =
②定量扩散质由晶体表面向内部扩散（示踪扩散法原理）：)4exp(2),(C 2
2
1)
(Dt
M t x x
Dt -
=π
5.本征扩散一般处于高温处，非本征扩散一般处于低温处；由杂质扩散转变为本征扩散，其
T
1
-
ln D r 曲线上会出现转折点;置换型固溶体扩散一般只能在高温进行;杂质浓度升高,转折点升高
6.扩散系数测定一般使用示踪扩散方法
7.扩散动力学方程式（能斯特-爱因斯坦方程）
)ln ln 1)((D 2
11221~
γ
γ∂∂+
+=D N D N
①(γγ2
1ln ln 1∂∂+
)>0:扩散系数大于0,正常扩散,高浓度向低浓度迁移,溶质趋于均匀
②(γ
γ2
1ln ln 1∂∂+
)<0:扩散系数小于0,反常扩散,低浓度向高浓度迁移,溶质偏聚或分相
8.影响扩散系数因素
①温度:影响扩散激活能和改变物质结构 ②杂质 ③气氛 ④固溶体类型:间隙性固溶体比置换型固溶体更容易扩散;在置换型固溶体中,原子间尺寸差别越小,电负性越大,亲和力越强,扩散越困难 ⑤扩散物质性质和结构 ⑥化学键类型和强度 ⑦扩散介质结构:体心立方结构大于面心立方结构的扩散系数 ⑧结构缺陷:结构缺陷活化能小,容易扩散 9.激活能越大,扩散速率对温度的敏感性越大 10.反应扩散对扩散层深度的影响过程
实际上反应扩散起初由于新相层较浅,原子扩散不是主要矛盾,过程由表面扩散所支配,新相层的增加服从直线关系;随新相层深度增加,原子扩散逐步称为主要矛盾,新相层的增加服从抛物线规律。