[发明专利]一种消除冷却过程影响的互扩散系数测量方法

权利要求书

1.一种消除冷却过程影响的互扩散系数测量方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、在所设定的扩散温度T下，利用互扩散设备对合金熔体的一维半无限大扩散偶分别进行M次等温扩散实验，获得等温扩散时间分别为t₁，t₂，…，t_m，…，t_M的成分谱C(t₁)，C(t₂)，…，C(t_m)，…，C(t_M)；t_m表示所述一维半无限大扩散偶在所述扩散温度T下第m个等温扩散时间；1≤m≤M；C(t_m)表示所述一维半无限大扩散偶在第m个等温扩散时间t_m的成分谱，并有表示所述一维半无限大扩散偶在第m个等温扩散时间t_m的第位置上的浓度；N_m表示所述一维半无限大扩散偶在所述扩散温度T下的第m次等温扩散实验中测量成分点的个数；1≤n_m≤N_m；A、B分别表示所述一维半无限大扩散偶的组元；分别表示所述一维半无限大扩散偶在+∞位置上和-∞位置上A组元的原子百分比浓度，

步骤2、利用式(1)获得所述一维半无限大扩散偶在所述扩散温度T下第m次等温扩散实验的互扩散系数D_m，从而获得M次不同等温扩散时间下的互扩散系数D₁，D₂，…，D_m…，D_M：

式(1)中，C(x,t_m)表示所述一维半无限大扩散偶在第m个等温扩散时间t_m的第x位置上的浓度；表示所述一维半无限大扩散偶在所述扩散温度T下第m次等温扩散实验中扩散界面的位置；erf()表示误差函数；

步骤3、利用式(2)获得所述一维半无限大扩散偶在所述扩散温度T下第m次等温扩散实验的扩散长度L_m，从而获得M次不同等温扩散时间下的扩散长度L₁，L₂，…，L_m…，L_M：

步骤4、利用式(3)对式(2)中的4D_mt_m进行分解：

式(3)中，表示所述一维半无限大扩散偶在所述扩散温度T下第m次互扩散实验中等温扩散过程的互扩散系数；表示所述一维半无限大扩散偶在扩散温度T下第m次互扩散实验中降温扩散过程的平均互扩散系数，t′_m表示第m次互扩散实验中从所述扩散温度T降到室温所经历的降温时间；

步骤5、将所述等温扩散过程的互扩散系数记为D；将所述降温扩散过程的平均互扩散系数和降温时间t′_m分别记为和t′；则式(3)改写为：

步骤6、根据式(2)和(4)获得如式(5)所示的扩散长度L与等温扩散时间t的函数表达式L²(t)：

步骤7、利用式(6)获得等温扩散时间t＝0时刻的函数表达式L²(0)：

步骤8、将式(6)代入式(5)获得式(7)：

L²(t)＝4Dt+L²(0) (7)

步骤9、对式(7)进行拟合，从而获得所述一维半无限大扩散偶在所述扩散温度T下第m次等温扩散实验中等温扩散过程的互扩散系数D和等温扩散时间t＝0时刻的扩散长度L(0)。