感你歌感程 金属熔化后,因体积的膨胀而部分地破坏了原 子的规则排列。 由于原子的热运动增强,在原子团之间和 原子团内部造成很多“缺位” 正是这种缺位而使液体的体积增大,体积 的增大量应等于某瞬时所有缺位体积总和。 2021/2/19
2021/2/19 16 • 金属熔化后，因体积的膨胀而部分地破坏了原 子的规则排列。 • 由于原子的热运动增强，在原子团之间和 原子团内部造成很多“缺位” • • 正是这种缺位而使液体的体积增大，体积 的增大量应等于某瞬时所有缺位体积总和 。 液体状态方程
设v0为形成一个“缺位”时体积,数值 上等于逃逸的一个原子或原子团的体积;N为 “缺位”的总数,则金属在熔化后的体积增量 为: 0 N 式中:V。一金属没有“缺位”的真实体积 V一金属熔化后的体积。 2021/2/19
2021/2/19 17 • 设ν0为形成一个“缺位”时体积，数值 上等于逃逸的一个原子或原子团的体积；N‘为 “缺位”的总数，则金属在熔化后的体积增量 为： 式中： Ｖ0 － 金属没有“缺位”的真实体积； Ｖ － 金属熔化后的体积。 V-V N' 0 =0
缺位是晶格类型的函数。 假设没有缺位的液态金属总原子或总原子 团数为N,根据 Boltzmann原理,可得出: N U/KT N 式中U一形成缺位所需的能量(即蒸发潜 热); k-Bo| tzmann常数 2021/2/19
2021/2/19 18 • 缺位是晶格类型的函数。 • 假设没有缺位的液态金属总原子或总原子 团数为N，根据Boltzmann原理，可得出： 式中 U’－形成缺位所需的能 量（即蒸发潜 热）； k－Boltzmann常数。 U KT e N N − / =
如果缺位的尺寸大小一样,则为形成缺位所需 的能量相等。而U‘本身则取决于对液态金属 所施加的压力: 0+p Uo一在没有外界压力时,为形成缺位所需 的能量; p一外界施加的压力。 2021/2/19
2021/2/19 19 • 如果缺位的尺寸大小一样，则为形成缺位所需 的能量相等。而Ｕ‘本身则取决于对液态金属 所施加的压力： U0－在没有外界压力时，为形成缺位所需 的能量； p －外界施加的压力。 U = U0 + pv0
因此,金属熔化后体积的增大量与温度和压力的 关系是: o=/vpe (Uo+pvo)/KT 该式是建立在缺位原理基础上的液体状态方程式 适用于温度接近熔点的液态金属。 对于很高温度下发生的液/气转变,则关于缺位的 概念就失去了其物理意义和几何意义。 由上式可见压力P↑缺位数↓液体体积V↓ 2021/2/19
2021/2/19 20 • 因此，金属熔化后体积的增大量与温度和压力的 关系是： 该式是建立在缺位原理基础上的液体状态方程式， 适用于温度接近熔点的液态金属。 对于很高温度下发生的液/气转变，则关于缺位的 概念就失去了其物理意义和几何意义。 由上式可见 压力P ↑ 缺位数 ↓ 液体体积V ↓ U p v KT o o V V Nv e ( ) / 0 − 0 + − =