2.能量条件 形成临界晶核时外界须提供形核功, 形核功大小为:将r=20/G代入△G 公式,可得△G=1/3(4πr0),即形 核功为界面能的1/3。即形成临界晶核 时,体积自由能的降低只能补偿2/3的界 面能,尚有1/3的界面能需由能量起伏提 供。 能量起伏:液相中各微区的自由焓 是不等的,均围绕平均值在不断变化。 总之,均匀形核必须满足两个条 件:依靠结构起伏提供r≥r'的原子集团 充当晶核;依靠能量起伏提供相当于界面 能1/3的形核功。 3.过冷度大小 临界晶核半径r‘和形核功△G均与过 冷度有关: r=-20/△G=20·Tm/Lm·△T △G=16rTm3/3(Lm·△T)2 过冷度愈大,临界晶核半径r愈
2．能量条件 形成临界晶核时外界须提供形核功， 形核功大小为：将 r * =-2σ/△GV 代入△G 公式，可得△G * =1/3（4πr *2σ），即形 核功为界面能的 1/3。即形成临界晶核 时，体积自由能的降低只能补偿 2/3 的界 面能，尚有 1/3 的界面能需由能量起伏提 供。 能量起伏：液相中各微区的自由焓 是不等的，均围绕平均值在不断变化。 总之，均匀形核必须满足两个条 件：依靠结构起伏提供 r≥ r *的原子集团 充当晶核；依靠能量起伏提供相当于界面 能 1/3 的形核功。 3．过冷度大小 临界晶核半径 r *和形核功△G *均与过 冷度有关： r * =-2σ/△GV=2σ·Tm/Lm·△T △G * =16πr *3 Tm3 /3(Lm·△T) 2 过冷度愈大，临界晶核半径 r *愈
小,形核功△G也愈小,形核 更容易。 (三)形核率 某一过冷度下形核的快慢用形核率表 形核率:单位时间内单位体积中所形 成的晶核数,单位为1/cm3·s 影响形核率有两个因素:从热力学 上,随过冷度增大,r减小,△G也减 小,形核更容易,形核率愈高;从动力学 上,转变温度愈低,原子扩散能力愈弱, 不利于晶核形成,使形核率降低。 对形核率的分析: 形核率N=K·N1·N2 N受形核功影响的形核率因子 N2受原子扩散激活能影响的形核率因子 N∝e^,K-波尔兹曼常数,过冷度 愈大,r减小,△G*也减小,所需能量起 伏减小,形核愈容易,N增大
小，形核功△G *也愈小，形核 更容易。 （三）形核率 某一过冷度下形核的快慢用形核率表 示。形核率：单位时间内单位体积中所形 成的晶核数，单位为 1/cm 3 ·s 影响形核率有两个因素：从热力学 上，随过冷度增大，r *减小，△G *也减 小，形核更容易，形核率愈高；从动力学 上，转变温度愈低，原子扩散能力愈弱， 不利于晶核形成，使形核率降低。 对形核率的分析： 形核率 N=K·N1·N2 N1-受形核功影响的形核率因子 N2-受原子扩散激活能影响的形核率因子 N1∝e -△G*/KT,K-波尔兹曼常数，过冷度 愈大，r *减小，△G *也减小，所需能量起 伏减小，形核愈容易，N1增大