题目
Cu-Al合金和Cu焊接在一起形成扩散偶进行扩散发生柯肯达尔效应,发现原始界面的标记向Cu-Al合金一侧漂移,这说明()A. Al的膨胀系数大于Cu-Al合金的B. 铜扩散通量小于铝扩散通量C. 铜扩散通量等于铝扩散通量D. 铜扩散通量大于铝扩散通量
Cu-Al合金和Cu焊接在一起形成扩散偶进行扩散发生柯肯达尔效应,发现原始界面的标记向Cu-Al合金一侧漂移,这说明()
A. Al的膨胀系数大于Cu-Al合金的
B. 铜扩散通量小于铝扩散通量
C. 铜扩散通量等于铝扩散通量
D. 铜扩散通量大于铝扩散通量
题目解答
答案
根据柯肯达尔效应,当 $ J_{\text{Cu}} < J_{\text{Al}} $ 时,标记面会向Cu-Al合金一侧漂移。题目中,标记面确实向Cu-Al合金一侧移动,说明Cu的扩散通量小于Al的扩散通量。
- A项错误:柯肯达尔效应与膨胀系数无关。
- B项正确:$ J_{\text{Cu}} < J_{\text{Al}} $。
- C项错误:$ J_{\text{Cu}} \neq J_{\text{Al}} $。
- D项错误:$ J_{\text{Cu}} > J_{\text{Al}} $ 不符合题意。
答案:B. 铜扩散通量小于铝扩散通量。
解析
本题考查柯肯达尔效应的相关知识。解题的关键在于理解柯肯达尔效应中标记面移动与扩散通量之间的关系。
柯肯达尔效应是指在置换固溶体的扩散过程中,由于两组元的扩散速率不同,导致原始界面发生移动的现象。标记面的移动方向与扩散通量的大小有关,当一种原子的扩散通量大于另一种原子的扩散通量时,标记面会向扩散通量小的一侧移动。
在本题中,Cu - Al合金和Cu焊接形成扩散偶,原始界面的标记向Cu - Al合金一侧漂移。设铜的扩散通量为$J_{\text{Cu}}$,铝的扩散通量为$J_{\text{Al}}$。
根据柯肯达尔效应的原理,标记面向Cu - Al合金一侧移动,说明铜的扩散通量小于铝的扩散通量,即$J_{\text{Cu}} \lt J_{\text{Al}}$。
对于选项A,柯肯达尔效应主要是由原子的扩散速率不同引起的,与膨胀系数无关,所以A项错误。
对于选项C,若铜扩散通量等于铝扩散通量,即$J_{\text{Cu}} = J_{\text{Al}}$,那么标记面不会发生移动,所以C项错误。
对于选项D,若铜扩散通量大于铝扩散通量,即$J_{\text{Cu}} \gt J_{\text{Al}}$,标记面应向Cu一侧移动,这与题目中标记面向Cu - Al合金一侧漂移的现象不符,所以D项错误。