簡介
菲克定律指出擴散總是向濃度低的方向進行的。但事實上很多情況，擴散是由低濃度處向高濃度處進行的，如固溶體中某些偏聚或調幅分解，這種擴散被稱為“上坡擴散”。上坡擴散說明從本質上來說濃度梯度並非擴散的驅動力，熱力學研究表明擴散的驅動力是化學勢梯度。
實際金屬中，上坡擴散現象是很普遍的。例如第二相的析出、晶界溶質偏聚、過飽和固溶體中溶質的偏聚等溶質原子運動過程，均屬上坡擴散，在這些情況下，原子只有進行上坡擴散才能使體系自由能降低。另外，當晶體處於應力場、溫度場及電、磁場等外界條件作用下，若這些外力能量場分布不均勻，則往往驅動原子進行上坡擴散。
上坡擴散形成原因
根據熱力學分析，在等溫等壓條件下，擴散的實質是原子從高化學位區域向低化學位區域遷移而使系統自由能降低的自發過程。所以，決定原子擴散的驅動力主要是化學位梯度，而非濃度梯度。
上坡擴散由熱力學可知，系統中的任何過程都是沿著自由能G降低的方向進行的。平衡條件是系統中各處的化學勢弘相等，即化學勢梯度為0。擴散過程也不例外。設n為組元I的原子數，則化學勢就是I的自由能。原子收到的驅動力可由化學式對距離求導得出。
在一般情況下，由於化學位梯度大都與濃度梯度方向一致，故擴散向低濃度方向進行時，較為合乎一般情理，理所當然地使人容易理解和接受，掩蓋了化學位梯度的作用。但在一些特定情況下，化學位梯度與濃度梯度方向相反，則化學位梯度的本質作用便顯示出來，使原子發生上坡擴散。因此，擴散方程中的濃度梯度應採用化學位梯度才更符合本質情況，如擴散第一定律的普遍形式應寫成：
其中M相當於比例常數，即擴散係數的一般形式或廣義表示。
上坡擴散
上坡擴散 上坡擴散 上坡擴散一般情況下的擴散如滲碳、擴散退火等與的方向一致，所以擴散表現為向濃度降低的方向進行。固溶體中的溶質原子的偏聚、調幅分解等與方向相反，所以擴散表現為向濃度高的方向進行（上坡擴散）。
上坡擴散舉例
引起上坡擴散的還可能有下面一些情況：
彈性應力作用下的擴散。金屬晶體中存在彈性應力梯度時，將造成原子的擴散。大直徑的原子跑向點陣的伸長部分，小直徑的原子跑向點陣受壓縮的部分，造成固溶體中的溶質原子的不均勻。
晶界的內吸附。一般情況晶界能量比晶粒內部高。如果溶質原子位於晶界上可使體系總能量降低，它們就會擴散而富集在晶界上，使得晶界上濃度比晶內的高。
電場作用下的擴散。很大的電場也促使晶體中的原子按一定方向擴散。
1.彈性應力作用下的擴散。金屬晶體中存在彈性應力梯度時，將造成原子的擴散。大直徑的原子跑向點陣的伸長部分，小直徑的原子跑向點陣受壓縮的部分，造成固溶體中的溶質原子的不均勻。
2.晶界的內吸附。一般情況晶界能量比晶粒內部高。如果溶質原子位於晶界上可使體系總能量降低，它們就會擴散而富集在晶界上，使得晶界上濃度比晶內的高。
3.電場作用下的擴散。很大的電場也促使晶體中的原子按一定方向擴散。
