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扩散系数测定

  • 原创官网
  • 2025-06-11 08:55:16
  • 关键字:北检研究院,扩散系数测定

相关:

概述:扩散系数测定量化物质在介质中的迁移能力,核心检测对象为固态/液态/气态材料中的原子、离子或分子扩散行为。关键技术聚焦扩散系数(D)测量(单位m²/s)、活化能(Q)计算及浓度依赖性分析,涵盖稳态法(如渗透实验)、瞬态法(如Boltzmann-Matano分析)、电化学阻抗谱(EIS)和放射性示踪技术。检测需精确控制温度梯度(±0.5℃)、浓度边界条件及微观结构表征。

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注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外).

CMA/CNAS等证书详情,因时间等不可抗拒因素会发生变更,请咨询在线工程师。

☌ 询价

检测项目

基础扩散参数:

  • 本征扩散系数:D0值(ISO22146:2020)
  • 扩散活化能:Q值(范围50-400kJ/mol)
热扩散特性:
  • 热扩散系数:α值(ASTME1461-13)
  • Soret系数:ST(温度梯度耦合扩散)
电化学扩散:
  • 离子迁移数:t+/t-(GB/T36363-2018)
  • 扩散层厚度:δ(恒电位极化法)
气相扩散:
  • 渗透系数:P值(ISO15105-1)
  • Knudsen扩散:Dk(孔径≤100nm介质)
聚合物扩散:
  • 溶胀动力学:扩散指数n(Fickian扩散n=0.5)
  • 渗透活化能:Ep(ASTMD1434)
表面扩散:
  • 表面扩散系数:Ds(LEED/AES表征)
  • 覆盖度关联:θ-Ds函数模型
互扩散行为:
  • 互扩散系数:Ñ(Darken方程)
  • 浓度剖面梯度:dC/dx(EPMA线扫描)
晶界扩散:
  • 晶界扩散系数:Dgb(Harrison类型B/C)
  • 活化能比值:Qgb/Ql(通常0.4-0.6)
多孔介质扩散:
  • 有效扩散系数:Deff(曲折因子τ≥1)
  • Knudsen数校正:Kn>10时修正
生物扩散:
  • 表观扩散系数:ADC值(DT-MRI)
  • 毛细血管模型:PS乘积(≥0.1mL/g/min)

检测范围

1.金属合金:高温互扩散行为(如Ni-Al系),Kirkendall效应观测,扩散偶制备要求界面平整度≤1μm

2.半导体材料:掺杂元素扩散(B/P/As在Si中),退火工艺对D值影响,载流子浓度梯度测量

3.高分子薄膜:气体渗透系数(O2/CO2/H2O),自由体积分数关联,溶液扩散的浓度依赖性

4.多孔催化剂:Knudsen扩散与分子筛分效应,介孔材料曲折因子标定(2-6范围)

5.离子导体:固态电解质锂离子扩散(DLi+≥10-12m²/s),电导率-扩散系数关联测试

6.地质材料:核废料屏障材料扩散(UO2/膨润土),放射性核素迁移速率(Cs/Sr扩散)

7.建筑材料:氯离子扩散系数(RCM法,ASTMC1556),混凝土孔隙结构对DCl-影响

8.生物组织:药物透皮扩散(Franz扩散池),血脑屏障渗透性量化,表观扩散系数ADC≥0.7×10-3mm²/s

9.纳米复合材料:受限空间扩散动力学,石墨烯层间水分子扩散,界面势垒效应测量

10.熔融盐体系:高温离子扩散(≥600℃),电化学窗口内扩散系数温度依赖性

检测方法

国际标准:

  • ISO22146:2020精细陶瓷扩散系数测试方法
  • ASTME2281-15高温扩散偶试验标准
  • ISO15105-1:2007塑料膜气体传输率测定
  • ASTMC1556-11混凝土氯离子扩散系数计算
国家标准:
  • GB/T36063-2018纳米材料扩散系数测试
  • GB/T36363-2018锂离子电池材料扩散系数方法
  • GB/T1040.8-2022塑料薄膜透气性试验
  • JISR1650:2021陶瓷材料扩散系数测定
方法差异说明:ISO采用Boltzmann-Matano分析法计算浓度梯度,GB/T36063要求结合XPS深度剖析;ASTMC1556基于Fick第二定律拟合,JISR1650规定激光闪光法测热扩散系数α的误差需≤5%

检测设备

1.高温扩散退火炉:恒温区长度≥150mm(最高温度1750℃±1℃)

2.电子探针显微分析仪:波长分光谱仪(空间分辨率0.5μm,元素检测限0.01wt%)

3.气相渗透仪:压差法测试腔(灵敏度0.01cm³/m²·day·atm)

4.电化学工作站:恒电位仪(电流分辨率1pA,阻抗频率范围10μHz-7MHz)

5.石英晶体微天平:质量灵敏度0.1ng/cm²(温控范围-20~150℃)

6.脉冲梯度场核磁共振:梯度场强3000G/cm(扩散时间Δt1-1000ms)

7.激光闪射导热仪:红外探测器(测量范围0.1-1000mm²/s)

8.同步辐射X射线衍射:高能X射线源(能量≥50keV,穿透深度>10mm)

9.共聚焦拉曼光谱仪:空间分辨率0.3μm(深度剖析步进0.1μm)

10.太赫兹时域光谱仪:频段0.5-3THz(非接触式薄膜扩散测量)

11.原子探针层析仪:三维原子重构(质量分辨率m/Δm>1500)

12.超高压电子显微镜:环境可控腔室(压力0.1-10atm,温度±0.5℃)

13.同位素示踪分析系统:放射性检测器(最低活度10Bq)

14.微区X荧光光谱仪:束斑尺寸10μm(元素面分布成像)

15.分子动力学模拟平台:计算尺度>106原子(模拟时间

北检(北京)检测技术研究院【简称:北检院】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

以上是与"扩散系数测定"相关的简单介绍,具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。

    材料检测服务

    专业分析各类金属、非金属材料的成分、结构与性能,提供全面检测报告和解决方案。包括金属材料力学性能测试、高分子材料老化试验、复合材料界面分析等。

    化工产品分析

    精准检测各类化工产品的成分、纯度及物理化学性质,确保产品质量符合国家标准。服务涵盖有机溶剂分析、催化剂表征、高分子材料分子量测定等。

    环境检测服务

    提供土壤、水质、气体等环境检测服务,助力环境保护与污染治理,共建绿色家园。包括VOCs检测、重金属污染分析、水质生物毒性测试等。

    科研检测认证

    凭借专业团队和先进设备,致力于为企业研发、质量控制及市场准入提供精准可靠的技术支撑,助力品质提升与合规发展。