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【正文】 ??????????????????????????212121?????? ＝)( S)(2121SVV???一般類型：晶體的熔化、升華； 液體的凝固、氣化； 氣體 的凝聚以及晶體中的多數(shù)晶型轉(zhuǎn)變等。晶體 I?晶體 II 廣義相變 ：包括過程前后相組成的變化。 相變開裂 ：石英質(zhì)陶瓷 相變?cè)鲰g ： 1）氧化鋯陶瓷 2）地磚：玻璃態(tài) “微裂紋擴(kuò)展” 玻璃態(tài)＋晶體態(tài) 晶體含量 ? ，強(qiáng)度 ? 狹義相變 ：過程前后相的化學(xué)組成不變，即不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。Chapter 8 phase transformation 第八章 相變 基本概念 相變 ：指在一定外界條件下，體系中發(fā)生的從 一相到另一 相 的變化過程。 應(yīng)用：相變可以控制材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 如：單元系統(tǒng)中。 g ? L (凝聚、蒸發(fā) ) g ? S (凝聚、升華 ) L ?S (結(jié)晶、熔融、溶解 ) S1 ?S2 (晶型轉(zhuǎn)變、有序 無序轉(zhuǎn)變 ) L1 ?L2 (液體 ) A＋ B?C 亞穩(wěn)分相 (Spinodal分相 ) 167。 特 點(diǎn)： 有相變潛熱，并伴隨有體積改變 。 有 居里點(diǎn) 或 ?點(diǎn) (二級(jí)相變的特征點(diǎn) ) 普遍類型 ：一般合金有序－無序轉(zhuǎn)變、鐵磁性－順磁性轉(zhuǎn)變、超 導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變等。 T0 T C 特例 混合型相變 ： 特點(diǎn)： 同時(shí)具有 一級(jí)相變 和二級(jí)相變 的特征 例如：壓電陶瓷 BaTiO3 有 居里點(diǎn)，理論上是 二級(jí)相變，但是 也有較小的 相變潛熱。 如結(jié)晶釉。 如微晶玻璃。 無擴(kuò)散型 ：在低溫下進(jìn)行，如：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變 四、按 成核特點(diǎn) 分類 均質(zhì)轉(zhuǎn)變 ：發(fā)生在單一均質(zhì)中。 五、按 成分、結(jié)構(gòu) 的變化分 重構(gòu)式轉(zhuǎn)變 位移式轉(zhuǎn)變 馬氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn) ： 1）相變前后存在習(xí)性平面和晶面定向關(guān)系?？蛇_(dá)聲速 3）無擴(kuò)散 4）無特定溫度： 溫度段 。 7－ 2 析晶 一、析晶相變過程的 熱力 學(xué) 相變過程的不平衡狀態(tài)及亞穩(wěn)區(qū) A T P P/ Z V O X B C D E g s L 說明 ：陰影區(qū)為 亞穩(wěn)區(qū) 原因 ： 當(dāng)發(fā)生相變時(shí)，是以微小液滴或晶粒出現(xiàn)，由于顆粒很小，因此其飽和蒸汽壓和溶解度 平面態(tài)蒸汽壓和溶解度，在相平衡溫度下，這些微粒還未達(dá)到飽和而重新蒸發(fā)和溶解。 b、 在亞穩(wěn)區(qū)要產(chǎn)生新相必須 過冷。 在等 T， P下， ?G＝ ?H－ T ?S ?H－ T ?S＝ 0 ?S＝ ?H/T0 ? G=0 相變過程推動(dòng)力 ?GT， P ? 0 (1) 溫度條件 0ST ???? －＝ HG? G?0 ?H， ? S不隨 T變化 0000TTH.)TH(TH????????TTG ＝－＝討論： a. 若過程放熱， ? H0,則 ? T0， 即 T T0， 必須過冷。 結(jié)論： 相變推動(dòng)力可表示為過冷度 (?T)。 晶核形成條件 (1) 成核： 長大 消失 由晶核半徑 r 與 rK 比較可知 臨界晶胚半徑 ：新相可以長大而不消失的最小晶胚半徑 (2)推導(dǎo) rK 假定在 T0時(shí)， ?相 ? ?相 系統(tǒng)自由焓的變化 ?G＝ ?G1＋ ? G2 ＝ V. ?GV＋ A.? 假定晶核為球形 ＝ 4/3.?r3n. ?GV＋ 4 ?. ? 表面積 界面能 0TTH. ????VG???? ..4...34 20321nrTTHnrGGG??????????對(duì)于析晶 0 0 結(jié)論 ：晶核較小時(shí)第二相占優(yōu)勢，晶核較大時(shí)第一相占優(yōu)勢 . rK r － ＋ ?G 0 求曲線的極值來確定 rK。 rK愈小，愈易形成新相。要發(fā)生相變必須 過冷。 (熔體析晶，一般 rK ＝ 10～ 100nm) 影響 rK的因素分析。 VK GTHTr????????? 2.2 02222032K1K131)..16(31GGTGATHTnGKKK????????? ???＝＝＋＝結(jié)論： 1）要形成臨界半徑大小的新相，需作的功等于新相界面能的 1/3。 系統(tǒng)內(nèi)能形成 rK大小的粒子數(shù) nK關(guān)系 : )e x p( RTGnn KK ???結(jié)論 ： ?GK愈小，具有臨界半徑 rK的粒子數(shù)愈多，越易發(fā)
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