基本概念 在此重点讨论的是从液体转变为晶体的凝固过 程,也是结晶过程。 ●很多固体材料的制备都是从液态得到,再凝固 成固体材料后使用,例如金属材料绝大多数是 冶金得到其液体,再凝固得到应用的状态 ●因此在讨论的范围内也把这个凝固过程直接称 结晶
基本概念 ⚫ 在此重点讨论的是从液体转变为晶体的凝固过 程，也是结晶过程。 ⚫ 很多固体材料的制备都是从液态得到，再凝固 成固体材料后使用，例如金属材料绝大多数是 冶金得到其液体，再凝固得到应用的状态。 ⚫ 因此在讨论的范围内也把这个凝固过程直接称 结晶
结晶的条热力学件 结晶过程不是在任何情况下都能自动 发生。自然界的一切自发转变过程总 是向着自由能降低的方向进行。 在单一的组元情况下: G=H-TS dG=vdp- sdt
二· 结晶的条热力学件 ⚫ 结晶过程不是在任何情况下都能自动 发生。自然界的一切自发转变过程总 是向着自由能降低的方向进行。 ⚫ 在单一的组元情况下： dG Vdp SdT G H TS = − = −
结晶的条热力学件 △Gy=Gs-Gu 亚号 Gs L 温度T 液态和团态的吉布斯自由能温度曲线
结晶的条热力学件
结晶的条热力学件 在恒压下,dp=0,因此 d-g ds d-T dT 其中S为熵,为正值;Cp为等压热容量, 也是一正值。因此吉布斯自由能G和温度 T的曲线总是凹向下的下降形式
结晶的条热力学件 ⚫ 在恒压下，dp = 0，因此 S dT dG = − T C dT dS d T d G p = − = − 2 2 其中S为熵，为正值；Cp为等压热容量， 也是一正值。因此吉布斯自由能G和温度 T的曲线总是凹向下的下降形式
结晶的条热力学件 ●又因为液体的熵值恒大于固体的熵,所以液体 的曲线下降的趋势更陡,两曲线相交处的温度 Tm,当温度T=Tm时,液相和固相的自由能相 等,处于平衡共存,所以称Tm为临界点,也就 是理论凝固温度。 °当T<Tm时,从液体向固体的转变使吉布斯自 由能下降,是自发过程,发生结晶过程;反之 当T>Tm时,从固体向液体的转变使吉布斯自 由能下降,是自发过程,发生熔化过程。所以 结晶过程的热力学条件就是温度在理论熔点以 下
结晶的条热力学件 ⚫ 又因为液体的熵值恒大于固体的熵，所以液体 的曲线下降的趋势更陡，两曲线相交处的温度 Tm，当温度T= Tm时，液相和固相的自由能相 等，处于平衡共存，所以称Tm为临界点，也就 是理论凝固温度。 ⚫ 当T< Tm时，从液体向固体的转变使吉布斯自 由能下降，是自发过程，发生结晶过程；反之， 当T> Tm时，从固体向液体的转变使吉布斯自 由能下降，是自发过程，发生熔化过程。所以 结晶过程的热力学条件就是温度在理论熔点以 下