王艳

摘 要：本文对液态金属互扩散系数的测量方法及其优缺点进行了简要的归纳和比较，并对未来的研究方向做了展望。

关键词：液态；金属；互扩散系数

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.245

0 引言

扩散是金属原子在液态时发生的质量传输主要形式之一。研究液态金属的扩散在材料科学、冶金化学和流体物理学等诸多领域具有重要的意义，由于测量技术的限制而缺乏准确的液态扩散系数是阻碍液态金属扩散研究的主要因素。针对液态金属互扩散系数的测量，学者们进行了很多研究，本文对目前的测量方法及其优缺点进行了简要的归纳和比较，以期为相关实验研究提供参考。

1 互扩散系数测量技术

1.1 长毛细管法

长毛细管法又称为扩散偶法[1]，是将一毛细管上、下两部分装入成分不同的液态合金，然后将试样迅速加热至设定的温度使试样熔化发生扩散，经过一定时间恒温扩散后，再迅速降温至试样完全凝固，即可根据溶质浓度分布计算出扩散系数。该方法思路简单、操作方便，长毛细管法及其改进曾一度被作为测量液态金属扩散系数的传统方法。然而，两扩散偶样品在加热和冷却阶段都会发生原子扩散；另外，由于金属的密度不同，在接触区域会受到对流的影响，因此，该方法测量误差较大。

1.2 毛细管-熔池法

毛细管-熔池法是将一种液态金属或合金放入毛细管内，达到一定温度后将其浸入装有另一种液态金属或合金的大熔池内，经过一段时间扩散后将毛细管取出，待试样冷却凝固后，即可根据溶质浓度分布计算出扩散系数。……