材料科學(xué)基礎(chǔ)之材料的凝固-展示頁
2025-01-06 21:10本頁面
【正文】 進(jìn)行的。結(jié)晶的過冷現(xiàn)象 結(jié)晶的熱力學(xué)條件 結(jié)晶的熱力學(xué)條件和過程 過冷度越大，結(jié)晶的驅(qū)動力也越大，過冷是結(jié)晶的熱力學(xué)條件。 均可用下式表示：式中 H是熱焓， T是絕對溫度， S是熵。 晶胚在液相中各微小區(qū)域內(nèi)此起彼伏的現(xiàn)象稱為 “結(jié)構(gòu)起伏 ”。液態(tài)金屬中短程有序的原子集團(tuán)就是 晶胚 ?，F(xiàn)代液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為，液態(tài)中 原子是密集堆集 的。液體中原子的配位數(shù)比密排結(jié)構(gòu)的固體的配位數(shù)減少，通常在 8~11范圍內(nèi)。? x射線衍射發(fā)現(xiàn)： (1)如果液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)材料，這個過程又叫做結(jié)晶。物質(zhì)從液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變過程稱為 凝固 ?！〉谒恼? 材料的凝固下一節(jié) 第四章 材料的凝固 前言 結(jié)晶過程是一相變過程，掌握結(jié)晶過程的規(guī)律可為今后研究固態(tài)相變的普遍規(guī)律打下基礎(chǔ)，對控制產(chǎn)品質(zhì)量、提高性能也是非常重要的 .第一節(jié) 液態(tài)結(jié)構(gòu)? 晶體材料在液態(tài)時的結(jié)構(gòu)介于晶態(tài)與氣態(tài)之間，它不像晶體中那樣原子作規(guī)則的三維排列，但也不像氣體中原子那樣任意地分布著。液體中原子間的平均距離比固體中略大； (2)從長程來說是無序、無規(guī)則排列的；而在短程范圍內(nèi)，原子某一瞬間是接近晶態(tài)的規(guī)則排列。第一節(jié) 液態(tài)結(jié)構(gòu) 在一定條件下，大于一定尺寸的晶胚就可能成為 晶核 。不同的結(jié)構(gòu)對應(yīng)著一定的能量狀態(tài)，加上原子之間能量的不斷傳遞，因此結(jié)構(gòu)起伏將伴隨著局部能量也在不斷變化，即局部微小區(qū)域具有的實(shí)際能量偏離平均能量水平而呈現(xiàn)瞬時漲落，這種現(xiàn)象就稱為 “能量起伏 ”。第二節(jié)凝固的熱力學(xué)條件和過程? 純金屬的吉布斯自由能在恒溫恒壓條件下，液、固兩相的自由能 G可導(dǎo)出：dG=Vdp – SdT在恒壓下， dp=0，故上式簡化為由于熵 S恒為正值，所以液、固兩相的自由能均隨溫度的升高而減小。根據(jù)液固金屬自由能G與溫度關(guān)系曲線如 圖 33可知， GL=Gs 所對應(yīng)的溫度 Tm即理論平衡結(jié)晶溫度，當(dāng) TTm時，GsGL兩者之差值即為結(jié)晶的驅(qū)動力。第二節(jié) 第二節(jié) 采用 圖 32熱分析裝置，將熔化的金屬緩慢冷卻，并將冷卻過程中的溫度和時間記錄下來，就得到溫度 ─時間關(guān)系曲線即冷卻曲線。 此后，因?yàn)榻Y(jié)晶潛熱的釋放剛好補(bǔ)償冷卻過程中向外界散失的熱量，這樣凝固過程就在一恒定溫度下完成，冷卻曲線上出現(xiàn) “平臺 ”，凝固完成后由于沒有結(jié)晶潛熱抵消散失的熱量，溫度又繼續(xù)下降。晶體材料凝固的一般過程TTm，經(jīng)過一定時間后就會形成一批小晶體，這些小晶體就叫做晶核。晶核按其原子規(guī)則排列的各自取向長大，與此同時另一批新的晶核又開始形成和長大，上述過程一直延續(xù)到液體全部耗盡為止。顯然，每個晶核生長至互相接觸后，將形成外形不規(guī)則的小晶體，叫做晶粒。一般條件下，凝固后的材料都是由許多晶粒組成的多晶體，由于各個晶核形成的位置和取向
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