在有Si存在的情况下其焊接面上C原子发生了由低浓度向高浓度方向的扩散，即上坡扩散。其原因是：Si原子增加了C原子的活度，从而增加了C原子的化学位，使之从含Si的一端向不含Si的一端扩散。                                                     

Si原子的扩散随时间的变化规律符合两端无限长扩散偶的扩散规律，即含Si一端的各点位置随时间延长，其Si含量逐渐下降，而不含Si一端的各点位置随时间延长，其Si含量逐渐增加。焊接面上的Si浓度始终不变，保持为2%。 t₁<t₂<t₃<t₄

固溶强化机理：溶质原子与位错发生弹性交互作用，柯氏气团形成及机理（钉扎位错，阻碍位错运动）；                                                               

静电交互作用：位错周围畸变区对固溶体中的电子云分布产生影响，使压缩区呈正电，拉伸区呈负电，即形成局部静电偶极。其结果导致电离程度不同的溶质原子与位错区发生短程的静电交互作用，溶质离子或富集于拉伸区或富集于压缩区均产生固溶强化，该强化作用为弹性交互作用的1/3-1/6，且不受温度影响；                                                                                            化学交互作用，铃木气团形成及机理（形成扩展位错，位错不易束集，阻碍位错运动）。                                        

扩散激活能Q和互扩散系数D都与表征原子结合键大小的宏观或微观参量有关。一般地说，晶体熔点越高，原子结合键越强，则Q越大，D越小。加入Ni组元使α固溶体熔点升高，则合金互扩散系数随着Ni含量的增加而减小。

（1）   

（2）

（3）     

a. 增加材料表面的位错密度 位错与溶质原子的弹性应力场之间交互作用的结果使溶质原子偏聚在位错线周围形成溶质原子气团（包括柯氏气团和铃木气团），这些溶质原子沿着位错线为中心的管道形畸变区扩散时，激活能仅为体扩散激活能的一半左右，因而增加试件表面位错密度，可以提高氮原子的扩散速度，从而加速渗氮扩散进程。

b.细化材料表面晶粒 在多晶体金属中，原子的扩散系数实际上是体扩散和晶界扩散的综合结果。材料表面晶粒尺寸越小，金属的晶界面积越多，晶界扩散对扩散系数的贡献越大。而且由于氮原子沿晶界扩散的激活能比沿体扩散的激活能小，所以通过表面晶粒细化处理，大大增加晶界数量，可以提高氮原子的扩散速度，从而加速渗氮扩散进程。                    

  c：提高渗氮温度；或离子注入等。

根据半无限长物体的扩散求解公式，则有：

又因为

所以 

根据已知条件得

上述解答过程中所做的主要前提假设有：①在磷扩散到硅圆片的过程中，D的值保持不变；②磷的扩散是一维扩散。

(1)=常数   或x²=k·Dt

得     x₁²=k·D₁t₁

       x₂²=k·D₂t₂                                                                            

两式相比得：  

又知：D=D₀ exp(-Q/RT)                                               

    ＝4.84h                                                       

(2) 700℃下,氢原子的扩散系数:

同理,800℃氢原子的扩散系数

D=1.24×10^-4cm²/s

可见,氢在该合金中非常活跃,极易扩散。

（1）扩散系数：                                   

故              

根据渗碳方程

故                         

查表得                                                       

解得t=2.8h                

(2)

 表面                            心部

1.2%                             0.1%                                  

表面                            心部

1.2%     0.77%                    0.1%                                  

（3）利用   ，