实际凝固过程:实际上溶质不可能达到完全均匀 的,由于固相扩散系数远小于在液相中的扩散系数, 一般不考虑固相内部的原子扩散,仅讨论液相中的溶 质原子混合均匀程度的问题 固相无扩散,液相完全混合(缓慢扩散) 三种情况 固相无扩散,液相部分混合(中速扩散) 固相无扩散,液相完全不混合(快速扩散)
实际凝固过程:实际上溶质不可能达到完全均匀 的,由于固相扩散系数远小于在液相中的扩散系数, 一般不考虑固相内部的原子扩散,仅讨论液相中的溶 质原子混合均匀程度的问题 三种情况 固相无扩散,液相完全混合(缓慢扩散) 固相无扩散,液相部分混合(中速扩散) 固相无扩散,液相完全不混合(快速扩散)
1. 固相无扩散,液相完全混合(缓慢凝固) 液相通过搅拌、对流、扩散一溶质完全混合 浓度 LS界面 开始一中前期: 溶质在紅相富集 L相多 L相浓度变化小 S相浓度低 距离 中期一中后期 L相减少浓度增加一S相 浓度开始增大 后期: L相很少一浓度明显增加 S相浓度快速增大
1. 固相无扩散,液相完全混合(缓慢凝固) 液相通过搅拌、对流、扩散——溶质完全混合
2.固相无扩散,液相部分混合( 中速凝固) L相:界面层扩散不够快—溶质部分混合 界面溶质原子堆积 起始:—初始过渡区 浓度 Ls界面 L SL推进一L相界面层浓度增大 ©相溶质排出速度一界面层溶质排出 速度一堆积稳定,k,变为常数 距离 初始过渡区—$相浓度快速增大 中期: L相:界面层稳定,远端浓度渐增 S相:浓度渐增 后期: L相浓度大—结晶出高浓度S相
2. 固相无扩散,液相部分混合(中速凝固) L相:界面层扩散不够快——溶质部分混合——界面溶质原子堆积
3.固相无扩散,液相完全不混合 (快速凝固) 液相:仅有扩散一溶质堆积 浓度 L/S界面 起始: L/S推进很快 L相:界面层溶质堆集很快 瞬态过渡区变窄 S相:浓度很快增大到C,并稳定 距离 中期: L相:界面层堆积非常严重 远端保特C。 S相:保持C0 后期:一一终端骄态区 L相浓度大—一结晶出高浓度S相
3. 固相无扩散,液相完全不混合(快速凝固) 液相:仅有扩散——溶质堆积
4.正常凝固溶质分布综合比较 ko<I 液相完全不混合 景 a 液相部分混合 液相完全混合 结论: 冷速越快—液相越不均匀—— 固相越均匀—宏观偏析↓ 原因: 界面堆积越快达到稳定—固相达到稳定越快
4. 正常凝固溶质分布综合比较 结论: 冷速越快——液相越不均匀——固相越均匀——宏观偏析↓ 原因: 界面堆积越快达到稳定——固相达到稳定越快