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本帖最后由 请叫我雷锋 于 2017-8-25 12:32 编辑
《Diffusion in the Iron Group L12 and B2 Intermetallic Compounds》
铁组L12和B2金属间化合物的扩散
作者：Joshua Pelleg
出版社：Springer
出版时间：2017年
《Diffusion in the Iron Group L12 and B2 Intermetallic Compounds》
《Diffusion in the Iron Group L12 and B2 Intermetallic Compounds》
《Diffusion in the Iron Group L12 and B2 Intermetallic Compounds》
《Diffusion in the Iron Group L12 and B2 Intermetallic Compounds》
目录
Part A
1 Diffusion Equations and Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Fick’s Laws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.1 Fick’s First Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.2 Fick’s Second Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Some Useful Solutions for Eq. (1.5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3.1 Thin-Film Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3.2 Short Bar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3.3 Diffusion in a Pair of Semi-infinite Solids. . . . . . . . . . . 6
1.3.4 Diffusant Confined in a Region, –h < x < +h . . . . . . . . 7
1.3.5 Separation of Variables: A Method for Solving
the Diffusion Equation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.6 Diffusion Out of a Slab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 Diffusion Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4.1 Vacancy Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4.2 Interstitial Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4.3 Interstitialcy Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.5 Grain-Boundary Diffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.6 Diffusion in Dislocations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Part B
2 Diffusion Mechanisms in L12 Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1 Antistructure-Bridge Mechanism (ASB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2 Six-Jump Cycle (Mechanism) (SJC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
xi
I Ni-based L12 Structures
3 Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2 Self-diffusion of Ni in Single-Crystal Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3 Self-diffusion of Al in Single-Crystal Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.4 Solute (Impurity) Diffusion in Single-Crystal Ni3Al . . . . . . . . . . 40
3.4.1 Ga Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.4.2 Ge Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.3 Ti Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.4.4 Nb Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.4.5 B Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.5 Self-diffusion in Polycrystalline Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.5.2 Self-diffusion of Ni in Polycrystalline Ni3Al . . . . . . . . . 51
3.5.3 Self-diffusion of Al in Polycrystalline Ni3Al . . . . . . . . . 55
3.6 Solute (Impurity) Diffusion in Polycrystalline Ni3Al. . . . . . . . . . 62
3.6.1 Ga Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.6.2 Ge Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.6.3 Ti Diffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.6.4 Nb Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.6.5 Ta Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.6.6 V Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.6.7 Mo Diffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.6.8 In Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.6.9 Mn Diffusion in Ni3Al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.6.10 Re Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.6.11 Ru Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.6.12 Co Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.6.13 Ir Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.6.14 Pt Diffusion in Ni3Al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.6.15 Cu Diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.7 Interdiffusion in the Ni3Al System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.7.1 Interdiffusion in the Ni3Al-Co System. . . . . . . . . . . . . . 95
3.8 Lattice-Site Occupancy in Ni3Al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.8.1 Cr Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.8.2 Fe Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.8.3 Ti Diffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.8.4 Nb Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.9 Self-diffusion in Grain Boundaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.9.2 Ni Grain-Boundary Self-diffusion in Ni3Al . . . . . . . . . . 109
3.10 Solute Diffusion in Ni3Al Grain Boundaries. . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.10.1 Ga Diffusion in Ni3Al Grain Boundaries . . . . . . . . . . . . 127
3.10.2 Ge Diffusion in Ni3Al Grain Boundaries . . . . . . . . . . . . 129
xii Contents
3.10.3 Cr Diffusion in Ni3Al Grain Boundaries . . . . . . . . . . . . 135
3.10.4 Fe Diffusion in Ni3Al Grain Boundaries . . . . . . . . . . . . 135
3.10.5 Co Diffusion in Ni3Al Grain Boundaries. . . . . . . . . . . . 139
3.10.6 H Diffusion in Ni3Al Grain Boundaries. . . . . . . . . . . . . 140
3.11 Chapter Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
4 Diffusion in Ni3Ga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.2 Self-diffusion of Ni in Single-Crystal Ni3Ga. . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.3 Self-diffusion of Ga in Single-Crystal Ni3Ga . . . . . . . . . . . . . . . 152
4.4 Self-diffusion of Ni in Polycrystalline Ni3Ga . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.5 Self-diffusion of Ga in Polycrystalline Ni3Ga . . . . . . . . . . . . . . . 156
4.6 Self-diffusion in Grain Boundaries of Ni3Ga . . . . . . . . . . . . . . . 159
4.6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
4.6.2 Ni Diffusion in Grain Boundaries . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
4.6.3 Ga Diffusion in Grain Boundaries . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
4.7 Chapter Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5 Diffusion in Ni3Ge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
5.2 Self-diffusion of Ni in Polycrystalline Ni3Ge . . . . . . . . . . . . . . . 165
5.3 Self-diffusion of Ge in Polycrystalline Ni3Ge . . . . . . . . . . . . . . . 168
5.4 Impurity (Solute) Diffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.4.1 Co Diffusion in Ni3Ge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.4.2 Fe Diffusion in Ni3Ge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.5 Interdiffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.6 Chapter Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
II Fe-based DO3 Structures
6 Diffusion in Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
6.2 Self-diffusion of Fe in Polycrystalline Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . 181
6.3 Self-diffusion of Al in Polycrystalline Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . 190
6.4 Solute Diffusion in Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.4.2 In Diffusion in Fe3Al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.4.3 Zn Diffusion in Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.4.4 Diffusion of Ni Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
6.4.5 Diffusion of Co in Fe3Al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
6.4.6 Diffusion of Mn in Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
6.4.7 Diffusion of Cr in Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
6.4.8 Diffusion of V in Fe3Al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
Contents xiii
6.4.9 Diffusion of Ti in Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
6.4.10 Diffusion of H in Fe3Al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
6.5 Pressure Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
6.6 Grain-Boundary Diffusion in Fe3Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
6.6.1 Fe Grain-Boundary Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
6.7 Chapter Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
7 Diffusion Mechanism in B2 Structures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
III Ni-based B2 Structures
8 Diffusion in NiAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
8.2 Ni Diffusion in NiAl Single Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
8.3 Self-diffusion of Ni in Polycrystalline NiAl . . . . . . . . . . . . . . . . 245
8.4 Self-diffusion of Al in NiAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
8.4.1 Diffusion of In in NiAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
8.5 Impurity (Solute) Diffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
8.5.1 Co Diffusion in NiAl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
8.5.2 Pt Diffusion in NiAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
8.5.3 H Diffusion in NiAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
8.6 Interdiffusion in the NiAl System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
8.7 Self-diffusion in NiAl Grain Boundaries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
8.7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
8.7.2 Ni Grain-Boundary Self-diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
8.8 Chapter Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
9 Diffusion in NiGa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
9.1 Nickel Self-diffusion in Single-Crystal NiGa . . . . . . . . . . . . . . . 283
9.2 Nickel Self-diffusion in Polycrystalline NiGa . . . . . . . . . . . . . . . 285
9.3 Ga Self-diffusion in Polycrystalline NiGa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
9.4 Chapter Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
IV Co-based B2 Structures
10 Diffusion in CoAl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
10.1 Self-diffusion of Co in CoAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
10.2 Interdiffusion in CoAl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
10.3 Chapter Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
xiv Contents
11 Diffusion in CoGa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
11.1 Self-diffusion of Co . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
11.2 Self-diffusion of Ga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
V Diffusion in Fe-based B2 Structures
12 Diffusion in FeAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
12.1 Self-diffusion of Fe in FeAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
12.2 Diffusion of Al in FeAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
12.3 Solute Diffusion in FeAl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
12.3.1 Zn Diffusion in FeAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
12.3.2 In Diffusion in FeAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
12.3.3 H Diffusion in FeAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
12.4 Interdiffusion in FeAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
12.5 The Effect of Pressure on Interdiffusion in FeAl. . . . . . . . . . . . . 346
12.6 Grain-Boundary Diffusion in FeAl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
12.7 Chapter Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
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发表于 2017-8-25 10:22:51
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发表于 2017-10-26 16:20:36