液態(tài)金屬的凝固形核及生長(zhǎng)方式(編輯修改稿)
2025-05-27 01:26 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ ΔT增大）而增大， r176。 與 r* 相交，交點(diǎn)的過(guò)冷度即為均質(zhì)形核的臨界過(guò)冷度 ΔT*（約為 ~）。 Δ T Δ T* r* r186。 r 0 臨界晶核的表面積為： 即： 臨界形核功 ΔG*的大小為臨界晶核表面能的三分之一 ， 它是均質(zhì)形核所必須克服的能量障礙。形核功由熔體中的“能量起伏”提供。因此， 過(guò)冷熔體中形成的晶核是“結(jié)構(gòu)起伏”及“能量起伏”的共同產(chǎn)物。 23316 ??????????? ? THTVGmmSSL??SLAG ??? ?? 31222 16)(4 ???????????????THTVrAmmSSL???而： 所以： 二、形核率 式中， ΔGA為擴(kuò)散激活能 。 ΔT→0時(shí)， ΔG*→∞， I → 0 。 ΔT 增大， ΔG* 下降， I 上升。 對(duì)于一般金屬，溫度降到某一程度，達(dá)到臨界過(guò)冷度（ ΔT*），形核率迅速上升。 計(jì)算及實(shí)驗(yàn)均表明 : ΔT*～ IΔT*≈ 0 . 2 TmΔT 均質(zhì)形核的形核率 與過(guò)冷度的關(guān)系 形核率：是單位體積中、單位時(shí)間內(nèi)形成的晶核數(shù)目。 ?????? ???????? ??? ?KT GKT GCI A e x pe x p第三節(jié) 非均質(zhì)形核 合金液體中存在的大量高熔點(diǎn)微小雜質(zhì)，可作為非均質(zhì)形核的基底。晶核依附于夾雜物的界面上形成。這不需要形成類(lèi)似于球體的晶核，只需在界面上形成一定體積的球缺便可成核。 非均質(zhì)形核過(guò)冷度 ΔT比均質(zhì)形核臨界過(guò)冷度 ΔT*小得多時(shí)就大量成核 。 一、非均質(zhì)形核形核功 二、非均質(zhì)形核形核條件 一、 非均質(zhì)形核形核功 非均質(zhì)形核臨界晶核半徑： 與均質(zhì)形核完全相同 。 非均質(zhì)形核功 ?? ??????hohe GG )co sco s32(41 3 ?? ???hoGf )(?THTVGVrmmSSLVSSL???????? 22* 當(dāng) θ＝ 0186。 時(shí)， ΔGhe = 0，此時(shí)在無(wú)過(guò)冷情況下即可形核 當(dāng) θ＝ 180186。 時(shí)， ΔGhe = ΔGho 一般 θ遠(yuǎn)小于 180186。， ΔGhe 遠(yuǎn)小于 ΔGho 非均質(zhì)形核、均質(zhì)形核 過(guò)冷度與形核率 非均質(zhì)形核與均質(zhì)形核時(shí)臨界曲率半徑大小相同，但 球缺的體積比均質(zhì)形核時(shí)體積小得多 。所以，液體中晶坯附在適當(dāng)?shù)幕捉缑嫔闲魏耍w積比均質(zhì)臨界核體積小得多時(shí)，便可達(dá)到臨界曲率半徑，因此 在較小的過(guò)冷度下就可以得到較高的形核率 。 θ 39。＞ θ ΔT*ΔT*39。Ihe Ihe39。 IhoΔT* IΔT二、非均質(zhì)形核形核條件 結(jié)晶相的晶格與雜質(zhì)基底晶格的錯(cuò)配度的影響 晶格結(jié)構(gòu)越相似，它們之間的界面能越小 ， θ越小。 雜質(zhì)表面的粗糙度對(duì)非均質(zhì)形核的影響 凹面雜質(zhì)形核效率最高，平面次之，凸面最差 。
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