C Ca 早期 后期 最后 Ca (B) Ca 早期 后期 最后 距离 (A)成核成长;(B)不稳分解 图1浓度剖面示意图
图1 浓度剖面示意图
第二节液体-固体相变(熔体结晶) 大多数相变过程都具有成核-生长相变机理 大量的晶型转变包括简单地分解为二相区域的转 变,都可以用成核-生长过程来描述。在这种过程 中,新相的核以一种特有的速率先形成,接着这 个新相再以较快的速度生长。亚稳相到稳定相的 不可逆转变。通常是以成核生长的方式进行
大多数相变过程都具有成核-生长相变机理。 大量的晶型转变包括简单地分解为二相区域的转 变,都可以用成核-生长过程来描述。在这种过程 中,新相的核以一种特有的速率先形成,接着这 个新相再以较快的速度生长。亚稳相到稳定相的 不可逆转变。通常是以成核-生长的方式进行。 第二节 液体-固体相变(熔体结晶)
、晶核生长 (一)晶核形成的热力学条件 均匀单相并处于稳定条件下的熔体或溶液 旦进入过冷却或过饱和状态,系统就具有结晶的趋 向。 △G=△G体()+△G表(+)=V△GV+AYLs(1 设恒温、恒压条件下,从过冷液体中形成的新 相呈球形,球半径为r, AG=m△Gr+4mys
一、晶核生长 (一) 晶核形成的热力学条件 均匀单相并处于稳定条件下的熔体或溶液,一 旦进入过冷却或过饱和状态,系统就具有结晶的趋 向。 △G=△G体(-)+△G表(+)=V△GV+AγLS (1) 设恒温、恒压条件下,从过冷液体中形成的新 相呈球形,球半径为r, r V LS G r G r 3 2 4 3 4 = + (2)
由热力学可知在等温等压下有 △G=△H-T△S 在平衡条件下△G=0,则有△HT△S=0 △S=△H/T 0 (1) 若在任意一温度T的不平衡条件下,则有 △G=△H-T△S≠ 若AH与△S不随温度而变化,将(1)式代入上式得 (2)AG=AH-T△H/1=4H0~7 △T △H 从(2)式可见,相变过程要自发进行,必须有 △G<0,则△H△T/T0<0
由热力学可知在等温等压下有 ΔG=ΔH-TΔS 在平衡条件下ΔG=0,则有ΔH-TΔS=0 ΔS=ΔH/T0 (1) 若在任意一温度T的不平衡条件下,则有 ΔG=ΔH-TΔS≠0 若ΔH与 ΔS不随温度而变化,将(1)式代入上式得: (2) 从(2)式可见,相变过程要自发进行,必须有 ΔG <0,则ΔHΔT/T0<0。 0 0 0 0 / T T H T T T G H T H T H = − = − =
讨论: A、若相变过程放热(如凝聚过程、结晶过程等) △H<0,要使△G<0,必须有△T>0,△T=T0-T>0,即 T。>T,这表明在该过程中系统必须“过冷却”,或 者说系统实际温度比理论相变温度还要低,才能使相 变过程自发进行。 B、若相变过程吸热(如蒸发、熔融等)ΔH>0,要满 足△G<0这一条件则必须ΔT<0,即To<T,这表明系 统要发生相变过程必须“过热
讨论: A、若相变过程放热(如凝聚过程、结晶过程等) ΔH<0,要使ΔG<0,必须有ΔT>0,ΔT=T0 -T>0,即 T。>T,这表明在该过程中系统必须“过冷却”,或 者说系统实际温度比理论相变温度还要低,才能使相 变过程自发进行。 B、若相变过程吸热(如蒸发、熔融等) ΔH>0,要满 足ΔG<0这一条件则必须ΔT<0,即T0 <T,这表明系 统要发生相变过程必须“过热