第九章 材料的亚稳态（自学）
第九章 材料的亚稳态 (自学)
稳态：体系自由能最低的平衡状态亚稳态：体系高于平衡态时自由能的状态的一种非平衡。同一化学成分的材料，其亚稳态时的性能不同于平衡态时的性能，而且亚稳态可因形成条件的不同而呈多种形式，它们所表现的性能异，在很多情况下，亚稳态材料的某些性能会优于其处于平衡态时的性能，甚至出现特殊的性能。因此，对材料亚稳态的研究不仅有理论上的意义，更具有重要的实用价值
➢ 稳 态：体系自由能最低的平衡状态。 ➢ 亚稳态：体系高于平衡态时自由能的状态的 一种非平衡。 同一化学成分的材料，其亚稳态时的性能 不同于平衡态时的性能，而且亚稳态可因形 成条件的不同而呈多种形式，它们所表现的 性能迥异，在很多情况下，亚稳态材料的某 些性能会优于其处于平衡态时的性能，甚至 出现特殊的性能。因此，对材料亚稳态的研 究不仅有理论上的意义，更具有重要的实用 价值
非平的稳心大（1）细晶组织当组织细小时，界面增多，自由能升高，故为亚稳状态（2）高密度晶体缺陷的存在晶体缺陷使原子偏离平衡位置，晶体结构排列的规则性下降故体系自由能增高（3）形成过饱和固溶体即溶质原子在固溶体中的浓度超过平衡浓度，甚至在平衡状态是互不溶解的组元发生了相互溶解。（4）发生非平衡转变，生成具有与原先不同结构的亚稳新相例如钢及合金中的马氏体、贝氏体，以及合金中的准晶态相等。（5）由晶态转变为非晶态，由结构有序变为结构无序，自由能增高
非平衡的亚稳态大致有以下几种类型： （1）细晶组织 当组织细小时，界面增多，自由能升高，故为亚稳状态。 （2）高密度晶体缺陷的存在 晶体缺陷使原子偏离平衡位置，晶体结构排列的规则性下降， 故体系自由能增高。 （3）形成过饱和固溶体 即溶质原子在固溶体中的浓度超过平衡浓度，甚至在平衡状 态是互不溶解的组元发生了相互溶解 。 （4）发生非平衡转变，生成具有与原先不同结构的亚 稳新相 例如钢及合金中的马氏体、贝氏体，以及合金中的准晶态相 等。 （5）由晶态转变为非晶态，由结构有序变为结构无序， 自由能增高
9.1纳米晶材料9.1.1纳米晶材料的结构纳米晶材料（纳米结构材料）是由（至少在一个方向文上）尺寸为几个纳米的结构单元（主要是晶体）所构成。纳米晶材料是一种非平衡态的结构，其中存在大量的晶体缺陷。纳米材料也可由非晶物质组成由不同化学成分物相所组成的纳米晶材料，通常称为纳米复合材料
9.1纳米晶材料 9.1.1纳米晶材料的结构 ❖ 纳米晶材料（纳米结构材料）是由（至少在一个方向 上）尺寸为几个纳米的结构单元（主要是晶体）所构 成。纳米晶材料是一种非平衡态的结构，其中存在大 量的晶体缺陷。纳米材料也可由非晶物质组成 ❖ 由不同化学成分物相所组成的纳米晶材料，通常称为 纳米复合材料
摘自《纳米世界网》摘自《纳米世界网》