材料科學(xué)基礎(chǔ)之材料的凝固-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 全部耗盡為止。一般條件下，凝固后的材料都是由許多晶粒組成的多晶體，由于各個(gè)晶核形成的位置和取向是隨機(jī)且均勻分布的，因此凝固后各晶粒的尺寸和取向也為隨機(jī)均勻分布，它將抵消各個(gè)晶粒的各向異性，而呈現(xiàn) “偽各向同性 ”。晶粒之間的界面即為晶界。當(dāng) ΔGc,即上式表明，形成臨界晶核時(shí)液、固相之間的自由能差只能供給所需要的表面能的三分之二，另外的三分之一則需由液體中的能量起伏來提供。Brooks/Cole,Thomsonlicense.第三節(jié) 晶核的形成 2第三節(jié) 晶核的形成 2過冷度：所需過冷度較均勻形核時(shí)要小b? 晶體的生長(zhǎng)涉及到生長(zhǎng)方式（決定了晶體長(zhǎng)大速度）和生長(zhǎng)形態(tài)（反映出凝固后晶體的性質(zhì)）。固相界面上的原子排列成平整的原子平面，液、固兩相截然分開 divisionis粗糙界面：樹枝狀。（ 2）負(fù)溫度梯度（液體中距液固界面越遠(yuǎn)，溫度越低 dT/dz0Thomsontrademark形核率 N受兩個(gè)矛盾的因素控制，一方面隨過冷度增大， rc、 Δ Gc是受擴(kuò)散影響的形核率因子。Δ T非常大時(shí)，形核率主要受擴(kuò)散因子的控制，隨 ?非均勻形核率由低向高的過渡較為平緩，而且達(dá)到最大值后，凝固并未結(jié)束，非均勻形核率將繼續(xù)下降直至凝固完畢。凝固時(shí)晶體的長(zhǎng)大速度還受所釋放潛熱的傳導(dǎo)速度控制，對(duì)于具有粗糙界面的晶體材料，其結(jié)晶潛熱一般較小，因此，連續(xù)生長(zhǎng)時(shí)的長(zhǎng)大速度較高。材料凝固后的晶粒尺寸可用單位體積內(nèi)的晶粒數(shù)目或用單位面積上的晶粒數(shù)目 Z來表示，它取決于凝固過程中的形核率 N和晶體長(zhǎng)大速度 vg，三者之間的關(guān)系為：可見，晶粒尺寸隨形核率的增大而減小，隨著晶體長(zhǎng)大速度的增加而增大。? 增大過冷度靠提高凝固時(shí)的冷卻速度來實(shí)現(xiàn)，即通過改變鑄造條件如降低澆注溫度、提高鑄型的吸熱能力和導(dǎo)熱性能等來實(shí)現(xiàn)。在熔液凝固時(shí)施加振動(dòng)或攪拌作用能得到細(xì)小的晶粒，具體實(shí)現(xiàn)方式可為機(jī)械振動(dòng)、電磁攪拌、超聲波振動(dòng)等。? 由于液 ?固界面上所提供的螺型位錯(cuò)露頭有限，也就是可填充原子的位置有限，故藉螺型位錯(cuò)生長(zhǎng)時(shí)的長(zhǎng)大速度相對(duì)于連續(xù)生長(zhǎng)時(shí)要低。sN與 Δ T的關(guān)系 如圖 所示， Δ T不大時(shí) ,N很小，但達(dá)到有效形核溫度時(shí)， N急劇上升，這個(gè)有效形核溫度值約為(K)。Δ T為總形核率， N1s）。license.材料的凝固速度指的是凝固時(shí)固相體積隨時(shí)間的增長(zhǎng)率，它是由形核速度和晶體長(zhǎng)大速度兩個(gè)因素決定的。ThomsonBrooks/Cole,液體中溫度梯度與晶體的長(zhǎng)大形態(tài)hereinInc.169。液體中溫度梯度與晶體的長(zhǎng)大形態(tài)垂直長(zhǎng)大 。固相界面上的原子排列高低不平，存在幾個(gè)原子層厚度的過渡層，在過渡層中約有半數(shù)的位置被固相原子所占據(jù) cba計(jì)算能量變化和臨界形核功。trademarkThomson越大，
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