变过程。若凝固后的物质为晶体,则称之为结晶。Р凝固过程影响后续工艺性能、使用性能和寿命。Р凝固是相变过程,可为其它相变的研究提供基础。Р第一节材料结晶的基本规律Р1 液态材料的结构Р结构:长程有序而短程有序。Р特点(与固态相比):原子间距较大、原子配位数较小、原子排列较混乱。Р2 过冷现象Р过冷:液态材料在理论结晶温度以下仍保持液态的现象。(见热分析实验图)Р过冷度:液体材料的理论结晶温度(Tm) 与其实际温度之差。Р △T=Tm-T (见冷却曲线)Р 注:过冷是凝固的必要条件(凝固过程总是在一定的过冷度下进行)。Р3 结晶过程Р结晶的基本过程:形核-长大。(见示意图)Р描述结晶进程的两个参数Р形核率:单位时间、单位体积液体中形成的晶核数量。用N表示。Р长大速度:晶核生长过程中,液固界面在垂直界面方向上单位时间内迁移的距离。用G表示。Р第二节材料结晶的基本条件Р1 热力学条件Р(1)G-T曲线(图3-4)Р a 是下降曲线:由G-T函数的一次导数(负)确定。Р dG/dT=-SР b 是上凸曲线:由二次导数(负)确定。Р d2G/d2T=-Cp/TР c 液相曲线斜率大于固相:由一次导数大小确定。Р 二曲线相交于一点,即材料的熔点。Р (2)热力学条件Р △Gv=-Lm△T/TmР a △T>0, △Gv<0-过冷是结晶的必要条件(之一)。Р b △T越大, △Gv越小-过冷度越大,越有利于结晶。Р c △Gv的绝对值为凝固过程的驱动力。Р2 结构条件Р 结构起伏(相起伏):液态材料中出现的短程有序原子集团的时隐时现现象。是结晶的必要条件(之二)。Р第三节晶核的形成Р均匀形核:新相晶核在遍及母相的整个体积内无轨则均匀形成。Р非均匀形核:新相晶核依附于其它物质择优形成。Р1 均匀形核Р晶胚形成时的能量变化Р△G=V△Gv+σSР=(4/3)πr3△Gv+4πr2σ(图3-8)
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