00LS0018亚稳相相图:黄多晶型转变发生晶体结构重建转变P1大气压需要很长时间8蒸汽温度,℃TUSRA-熔体-0-IN'D'O石英玻璃--α一方右英V------DB一方石英7N大-α一鳞石英B-鳞------o0M-一石英--m--1----B-石英--T--11115736701201632301713T(°C)1200--1350147016001670
亚稳相相图: 多晶型转变发生晶体结构重建转变, 需要很长时间
6.2纯晶体的凝固6.2.1液态结构由X一ray衍射分析测定体固体液金属配位数配位数原子间距/nm原子间距/rm1210~110.286Al0.29660.265110.294Zn60.29460.29780.3066Cd0.330120.288110.286Au长程有序长程无序长程无序、短程有序(远程有序)(远程无序)(远程无序、近程有序)液态结构特征:√平均原子间距增大√配位数减小√近程有序,结构起伏有序原子团气体液体固体(晶体)
由X-ray衍射分析测定 6.2.1 液态结构 6.2 纯晶体的凝固 液态结构特征: ✓平均原子间距增大 ✓配位数减小 ✓近程有序,结构起伏
晶体凝固的热力学条件6.2.2E凝固时压力不变,两相共存f=0,温度不变T-T㎡(凝固点/熔点)4G-G-GL0G=H-TSo液体值大于固体炳值SL>SsG,曲线斜率>G,曲线斜率TaAG = 4AH -TAS盗度T=T时,AG=4H-TmAS=0AH即AG = T.AS-TAS=-△S(T-Tm):TTmm液体一固体,△S<0△G<0: T<Tm凝固热力学条件是:需要有过冷度
凝固时压力不变,两相共存 f=0 ,温度不变T=Tm(凝固点/熔点) 6.2.2 晶体凝固的热力学条件 凝固热力学条件是:需要有过冷度 G = H -TS 液体熵值大于固体熵值 SL>SS GL曲线斜率 > GL曲线斜率 Δ Δ Δ -Δ ( - ) - ( - ) - ( - ) Δ Δ 0 Δ Δ m m m m m m m m m T T T L T T T H G T S T S S T T T T G H T S G H T S = − = = = = = − = = − 即 时 , 液体→固体,ΔS <0 ΔG <0: T < Tm
过冷现象:实际开始凝固温度低于理论凝固温度过冷度△T:理论凝固温度与实际开始凝固温度之差Tm-T购时间形核+长大金属的凝固过程:鑫鑫形核长大形核并长液体消失,形成结晶结束大,有新晶粒的晶核形成
金属的凝固过程: 形核 + 长大 形核 长大 形成 晶粒 形核并长 大,有新 的晶核形 成 液体消失, 结晶结束 过冷现象:实际开始凝固温度低于理论凝固温度 过冷度ΔT:理论凝固温度与 实际开始凝固温度之差Tm-T
6.2.3形核在母相中形成等于或超过一定临界大小的新相晶核的过程>均匀形核:新相晶核在母相中均匀生成,由液相中的一些原子团直接形成>非均匀形核:新相晶核优先在母相中的异质处形核,依附于液相中的杂质或表面形核1.均匀形核A.晶核形成时能量变化温度越低,“结构起伏”(晶胚)尺寸越大熔点以下时,晶胚较大,原子组成晶态的规则排列,其外层原子与液体金属中不规则排列的原子相接触构成界面当过冷液体中出现晶坏时:·原子由液态聚集状转变为固态排列状态,体系自由能降低(单位体积自由能变4Gv)·晶胚构成新的表面,引起表面自由能增加(单位面积表面能?)
在母相中形成等于或超过一定临界大小的新相晶核的过程 ➢ 均匀形核:新相晶核在母相中均匀生成,由液相中的一些原子团直 接形成 ➢ 非均匀形核:新相晶核优先在母相中的异质处形核,依附于液相中 的杂质或表面形核 6.2.3 形核 A. 晶核形成时能量变化 温度越低,“结构起伏”(晶胚)尺寸越大 熔点以下时,晶胚较大,原子组成晶态的规则排列,其外层原子与液体金属中不 规则排列的原子相接触构成界面 当过冷液体中出现晶坯时: • 原子由液态聚集状转变为固态排列状态,体系自由能降低(单位体积自由能变ΔGV) • 晶胚构成新的表面,引起表面自由能增加(单位面积表面能σ) 1. 均匀形核