《材料科学基础》课程教学资源（PPT课件）06 纯晶体的凝固 THE SOLIDIFICATION OF MATERIALS

2.过冷现象与过冷度（C)一现象： Tm>Tn过冷度： △T=Tm-TmC3n形核过冷度：△T=Tm-T形核动态过冷度：AT=Tm-T长大

2. 过冷现象与过冷度 现象：Tm>Tn 过冷度：ΔT=Tm-T 形核过冷度：ΔT=Tm-T形核 动态过冷度：ΔT=Tm-T长大

四、金属结晶的基本条件热力学条件：可能性动力学条件：路径、速度、方式

四、金属结晶的基本条件 热力学条件：可能性 动力学条件：路径、速度、方式

1.结晶的基本条件热力学条件结构件能量条件晶核驱动力形核功来自要求要求能量起伏结构起伏体积自由能变化AGV<0需要过冷度AT>0解决解决解决结晶的形成稳定晶核形成稳定晶核可能性问题的尺寸问题的能量问题

1. 结晶的基本条件

2.热力学条件证明方法一G=H-TSAGv=Gs-GIDdG=-SdTGsS,>SsG,比G,下降更快GL1结晶转变的必要条件：OTm△G=Gs-G,<0温度T液态和固态的吉布斯T<T或△T=T-T>0自由能-温度曲线结晶只有在T以下的实际结晶温度下才能进行，叫过冷

液态和固态的吉布斯 自由能-温度曲线 L S L S G H TS dG S dT S S G G = − = −  比 下降更快 结晶转变的必要条件： 0  = −  G G G S L 0 T T T T T   = −  m m 或 结晶只有在Tm以下的实际结晶温度下才能进行，叫过冷 2. 热力学条件 证明方法一

证明方法二在T.下, △G.=△H.-T.△S.=0AHmAS2，L为熔化潜热mT.1m当过冷度AT=T-T不大时，AH及AS可看做与温度无关AHm(T-T)Lm△T△G=△H-T△S=△AHm-T△SmTTTm△Gv=-Lm△T/TmLm >0,△T > 0,则△G<0△T越大，AG绝对值越大，凝固的驱动力越大AT>0是金属凝固的热力学条件，△G是凝固的驱动力

m m m m m m m m m m m m m m m V m m m m m T G = H -T S =0 H L S = =- L T T T=T -T H S H T -T L T G = H-T S= H -T S = =- T T L 0, 0, G<0 T G T>0 G T                        在 下， ， 为熔化潜热 当过冷度 不大时， 及 可看做与温度无关 （ ） 则 越大， 绝对值越大，凝固的驱动力越大 是金属凝固的热力学条件， 是凝固的驱动力 m m m m m m m m m m m m m m m V m m m m m T G = H -T S =0 H L S = =- L T T T=T -T H S H T -T L T G = H-T S= H -T S = =- T T L 0, 0, G<0 T G T>0 G T                        在 下， ， 为熔化潜热 当过冷度 不大时， 及 可看做与温度无关 （ ） 则 越大， 绝对值越大，凝固的驱动力越大 是金属凝固的热力学条件， 是凝固的驱动力 m m m m m m m m m m m m m m m V m m m m m T G = H -T S =0 H L S = =- L T T T=T -T H S H T -T L T G = H-T S= H -T S = =- T T L 0, 0, G<0 T G T>0 G T                        在 下， ， 为熔化潜热 当过冷度 不大时， 及 可看做与温度无关 （ ） 则 越大， 绝对值越大，凝固的驱动力越大 是金属凝固的热力学条件， 是凝固的驱动力 m m m m m m m m m m m m m m m V m m m m m T G = H -T S =0 H L S = =- L T T T=T -T H S H T -T L T G = H-T S= H -T S = =- T T L 0, 0, G<0 T G T>0 G T                        在 下， ， 为熔化潜热 当过冷度 不大时， 及 可看做与温度无关 （ ） 则 越大， 绝对值越大，凝固的驱动力越大 是金属凝固的热力学条件， 是凝固的驱动力 证明方法二