固態(tài)相變第二章界面(編輯修改稿)
2025-05-26 04:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 積中適合躍遷的原子數(shù)， ?1 ?2 分別為晶粒 1和 2中原子的振動頻率 當 DG＝ 0時 J21=J12, 4 A2n1 ?1 = A1n2?2= An ? 實際上對于同一種晶體， A1=A2, ?1=?2, n1=n2, ]e x p1)[e x p (2112 RT GRT GAnJJJ a DD== ?每個原子的體積為 Vm/Na, mmaamamVGMVGRTGRTNVAnvRTGRTGRTvNVvJD=DD=?D?D??D=?)e x p ( )e x p (1 G / 2?時，當又：為晶界移動的速度M為晶界遷移率，單位驅(qū)動力下的晶界位移速度 M和溫度有關(guān)，溫度越高， M值越大； 正比于驅(qū)動力為晶界遷移的驅(qū)動力， vV Gm D討論：單相固溶體中的雜質(zhì)原子對晶界的遷移回產(chǎn)生什么樣的影響？ 為什么一些特殊大角度晶界的遷移對雜質(zhì)原子不敏感？ 討論：什么是再結(jié)晶織構(gòu)？它與形變織構(gòu)有何不同？ 討論：大角度晶界和小角度晶界、排列緊密的特殊晶界遷移率有何區(qū)別？ 300℃ 錫對鉛晶界遷移速度的影響 )ex p (0 kTQCC bB D= 溶解度低的溶質(zhì)原子在晶界偏析的程度大。 隨著溫度增加，由于溶質(zhì)原子在晶內(nèi)和在晶界的能量差別減小，晶界偏析也減弱。 合金系的溶質(zhì)固溶度和溶質(zhì)在晶界富化程度間的關(guān)系 （四）晶粒長大動力學 正常生長 正常長大：晶體中沒有第二相顆粒 也不是常數(shù)。之間不是線性關(guān)系，和原因：才接近金屬內(nèi)只有在高溫下或很純的試驗結(jié)果：（積分后得：M . )4 2 39。202ggagaGntKDMKKtDDdtDdDMvnD??==+=?=非正常生長 非正常長大：少數(shù)晶粒異常長大，主要是因為晶粒長大時晶界遷移受第二相顆粒阻礙。 一個粒子的阻力： (2prcosq?g)sinq 當 q=45?時， sinqcosq=1/2, 阻力大最大值 : prg 單位面積晶界上的阻力： 為顆粒的體積分數(shù)frfP 23 g=阻力和驅(qū)動力 F的方向相反。 DFg2=當 P=F時， 此時晶粒停止長大 34232m a x frDrfD==gg討論：要獲得細小的高溫組織，可以采取何種措施？ 采用鋁處理的鎮(zhèn)靜鋼為何在 1000?加熱時會發(fā)生晶粒顯著長大的現(xiàn)象？ Transmission electron micrograph showing the interaction between intermetallic particles and migrating boundaries during recrystallization of an aluminum alloy 167。 2 固溶體中的相界 （一）相界的共格性 完全共格 半共格 非共格 復(fù)雜共格 討論：什么是共格相界？形成共格相界的條件是什么？在透射電鏡中如何區(qū)別共格與非共格相界？ 討論： 半共格界面上的晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)什么樣的特征？半共格界面的界面能與什么因素有關(guān)？ 討論： 什么是復(fù)雜共格界面？敘述它的晶體學模型。 1當某一段晶界呈現(xiàn)曲率時，晶界上為什么會有一個作用力？說明它的大 小和方向。 由于晶界能，存在界面張力。如果是有曲率的柱面，作用力的大小為： rFg=1若晶體是一個柱狀晶，它在什么情況下最穩(wěn)定？什么情況下它會長大或 縮??？ 設(shè)： 如果晶粒是六邊形， q1=q2=q3=120?， 晶粒是穩(wěn)定的。 如果邊數(shù)小于 6，晶粒收縮，反之膨脹。 1再結(jié)晶和再結(jié)晶后晶粒長大時晶界遷移的驅(qū)動力是否相同？為什么？ 1) 再結(jié)晶驅(qū)動力 兩晶粒的 DGv不同，形變的畸變能導(dǎo)致晶內(nèi)能量升高， 原子從高能量晶粒流向低能量晶粒。 晶界從低能量晶粒向高能量晶粒遷移 dx， 則從高能量晶粒向低能晶粒流入的原子（摩爾數(shù)）為 mVx 1?d其中晶界的面積為 1（單位面積）， dx為遷移距離， Vm摩爾體積 釋放的能量為： mVxG d?D相當于有一個力作用在晶界上，它作的功為： 2）晶粒長大的驅(qū)動力：曲率半徑。 1單相固溶體中的雜質(zhì)原子對晶界的遷移回產(chǎn)生什么樣的影響？ 為什么一些特殊大角度晶界的遷移對雜質(zhì)原子不敏感？ 雜質(zhì)原子進入晶界，使晶界上原子排列緊密，致密度提高，導(dǎo)致遷移率降低。 特殊大角度晶界因為原子排列緊密，雜質(zhì)原子不易進入，所以對雜質(zhì)原子不敏感。 只有少數(shù)取向的晶界遷移很快，其它晶界遷移很慢（由于雜質(zhì)原子）， 于是形成織構(gòu)。 形變織構(gòu)是在形變過程中形成的擇優(yōu)取向，形變后多晶體內(nèi)晶粒有平行于 形變方向的趨勢。 1什么是再結(jié)晶織構(gòu)？它與形變織構(gòu)有何不同？ 1推導(dǎo)晶界遷移速率的表達式，并說明晶界遷移率與哪些因素有關(guān)。 從 高能晶粒（晶粒 1）躍遷至低能晶粒（晶粒 2）的原子流為： )ex p (11212 RT GnAJ aD= ? 從 低能晶粒（晶粒 2）躍遷至高能晶粒（晶粒 1）的原子流為： )ex p (22121 RT GGnAJ a D+D= ?DGa為跨越晶界所需的激活能 DG為兩個晶粒內(nèi)部體積自由能之差 A1, A2 分別為晶粒 1和 2接納外來原子的幾率 n1 n2 分別為晶粒 1和 2單位體積中適合躍遷的原子數(shù)， ?1 ?2 分別為晶粒 1和 2中原子的振動頻率 當 DG＝ 0時 J21=J12, 4 A2n1 ?1 = A1n2?2= An ? 實際上對于同一中晶體， A1=A2, ?1=?2, n1=n2, ]e x p1
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