1.6固态相变形核规律_百度文库
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1.6固态相变形核规律
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液态金属凝固时先要形核,
液态金属凝固时先要形核,
一、自发形核 （均匀形核、均质形核）是指在均匀单一的母相中形成新相结晶核心的过程.1.自发形核的能量变化什么样的结构起伏能成为结晶的核心?(能量条件\尺寸大小)形核的实质:晶胚不断从液态金属中得到原子而继续长大.形核时的能量变化：L—S体积自由能 Fv减少；同时新表面形成→表面自由能 Fs增加.系统总的自由能变化：F降低有利于结晶的进行.假设晶胚为球形,半径为r.那么△F=-4/3πr3 △Gv +4πr2σ△Gv:单位体积自由能差；σ：单位表面积自由能在一定条件下,△Gv；σ均为定值.那么△F是关于r的函数.形成临界晶核时对应的形核功为临界形核功.临界形核功当晶胚在临界半径形核时,系统的总自由能最高,随r增大,自由能降低,可以自发进行,但毕竟仍大于零（正值）,要形核时必须有一定的能量补偿.对应于rk时,△F 最大.称之为临界形核功 △FK表示.△FK=1/3*AK*σ 是临界晶核表面能的1/3.这部分能量靠能量起伏来提供--------晶核可以形成所谓能量起伏是指系统中微小体积所具有的能量,短暂偏离其平均能量的现象.经过近一步的计算有△FK∝1/ΔT2 随ΔT增加,△FK剧烈减少.什么是形核功_百度知道
什么是形核功
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大多数固态相变都需经历形核和生长两个阶段。在无扩散型相变中为非热激活形核（变温形核）；扩散型相变的形核与凝固类似，符合经典形核方式；极个别的是无核转变，如调幅分解。新相的形核也有均匀形核和非均匀形核两种方式。均匀形核　在均匀母相中，也存在着各种起伏。如果母相中的组态、成分、密度起伏与新相近似时，则在这些区域中就可能形成新相胚芽，当这些胚芽大到一定尺寸时，就可作为稳定晶核而长大。　固态转变时，由于新相与母相的比容不同，会产生应变能( ε )，在固-固相变时起着重要作用。设晶胚是半径为 r 的球形，则形成晶胚所引起系统自由能的变化。△G=(-4/3)π(r^3)(△Gv+ε)+4π(r^2)σ　将上式中△ G 与 r供攻垛纪艹慌讹苇番俩 之间的函数关系作图。从图中可以看出，当△ G v +ε &0时，△ G 曲线有极大值△ G * ，称为临界形核功；△ G * 所对应的 r * 称为临界晶核半径。希望能帮助你，祝你学习进步如有问题请追问，如有其他问题请求助我如果对我得回答满意***************************************************请点击选为满意回答这是你对我最大的肯定，谢谢！
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界面能，形核阻力还是动力？
界面能在液态金属凝固时是形核的阻力，而在固态相变如奥氏体形核时是驱动力。这句话对吗？应该是怎样的？
不对啊 界面能在固态相变形核是也是阻力 在晶体长大时是动力。界面能
是为了缩小界面存在的。 : Originally posted by engle028 at
不对啊 界面能在固态相变形核是也是阻力 在晶体长大时是动力。界面能
是为了缩小界面存在的。 你是说界面能是晶体长大的动力，是形核的阻力？ : Originally posted by tjkaoyan at
你是说界面能是晶体长大的动力，是形核的阻力？ 是的&&应该不算是晶体长大的阻力 是晶粒长大的阻力 : Originally posted by engle028 at
是的&&应该不算是晶体长大的阻力 是晶粒长大的阻力 那书上说奥氏体在珠光体界面处形核因为形成新相会使母相界面消失，界面能增加减少，有利于形核。就是这个意思了。那么界面能是如何作为晶粒长大的阻力呢？ 晶粒形核首先在晶界处形核，因为晶界处排列混乱，易于形核，而排列混乱就是界面能的表现形式。而晶粒长大的驱动力是晶界能的总量的减小 个人感觉，看界面增加还是减少。界面增加，一般界面能就增加吧。像液相形核，界面必然增加；而固相形核，是在原有界面处形核，如奥氏体可能在铁素体、渗碳体界面形核，这时形核所需能量反而比直接形核容易，也就是说铁素体、渗碳体界面能提供了部分奥氏体形核的能量。 相转变时，驱动力时新相与原相自由能的差值，界面能作为阻力存在，但是界面那本身作为缺陷的存在，能量高，为新相形成提供能量起伏，所以，新相形核往往在界面处形成。转变完成之后，晶粒长大的驱动力主要是界面能，因为晶粒长大能减少晶粒表面面积，从而降低界面能。 : Originally posted by zousuper at
相转变时，驱动力时新相与原相自由能的差值，界面能作为阻力存在，但是界面那本身作为缺陷的存在，能量高，为新相形成提供能量起伏，所以，新相形核往往在界面处形成。转变完成之后，晶粒长大的驱动力主要是界面能 ... “因为晶粒长大能减少晶粒表面面积”这句话不对吧，晶界能增加还是减少要看新相和母相表面积的差值吧？ : Originally posted by zousuper at
相转变时，驱动力时新相与原相自由能的差值，界面能作为阻力存在，但是界面那本身作为缺陷的存在，能量高，为新相形成提供能量起伏，所以，新相形核往往在界面处形成。转变完成之后，晶粒长大的驱动力主要是界面能 ... “因为晶粒长大能减少晶粒表面面积”这句话不对吧，晶界能增加还是减少要看新相和母相表面积的差值吧？ : Originally posted by tjkaoyan at
“因为晶粒长大能减少晶粒表面面积”这句话不对吧，晶界能增加还是减少要看新相和母相表面积的差值吧？ 晶粒长大并不涉及新相和母相的关系，它是相转变完成之后发生的，晶粒长大的实质是大晶粒吞并小晶粒的过程，也是晶界移动的过程，最后的结果是总晶面积减小，这没有错。新相和母相单纯的表面积差值怎么可能决定晶界能的增减呢？首先，不同相的比表面能就不一样，这样的话光看新相和母相的表面就没有意义，而且你要知道晶界的含义，它并不只是相表面，相是由晶粒组成的，内部所有晶粒的表面积都影响着晶界能。 : Originally posted by zousuper at
晶粒长大并不涉及新相和母相的关系，它是相转变完成之后发生的，晶粒长大的实质是大晶粒吞并小晶粒的过程，也是晶界移动的过程，最后的结果是总晶面积减小，这没有错。新相和母相单纯的表面积差值怎么可能决定晶 ... 明白了，谢谢 : Originally posted by tjkaoyan at
明白了，谢谢 客气~ 学习了@@:hand:材料相变_百度百科
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《材料相变》综合了国内有关材料相变研究领域的各家所长，是众多从事材料科学专家及学者共同合作和努力的结晶，书中抓住各类材料相变的共性和所遵循的基本规律、注重材料研究与近代物理、化学和数学间跨学科研究中最近和最新的材料相变研究成果，可供从事材料科学研究的科技工作者和高等院校有关专业的师生作为参考。作&&&&者徐祖耀出版日期日语&&&&种简体中文ISBN出版社高等教育出版社页&&&&数574页开&&&&本16品&&&&牌高教社
《材料相变》试图以材料相变的基本原理为出发点，从材料相变过程的热力学、动力学和晶体学角度，论述固态相变中各类典型的材料相变过程的基本规律。其中包括材料的凝固、熔化相变过程，固态的扩散和无扩散相变规律，二级相变和纳米材料相变的特征和近代相变理论研究的展望。《材料相变》以徐祖耀院士为主编。第一章 相变概述 　　1.1 引言 　　1.2 相变的分类 　　1.2.1 按热力学分类 　　1.2.2 按相变方式分类 　　1.2.3 按原子迁动特征分类 　　1.2.4 常见一级固态相变的简明分类 　　1.3 相变的一般特征 　　1.3.1 相变的发生 　　1.3.2 形核 　　1.3.3 新相长大 　　1.3.4 相界面 　　1.3.5 新相与母相的晶体学关系 　　1.4 相变研究的展望 　　参考文献 　　第二章 相变热力学 　　2.1 新相的形成和相变驱动力 　　2.1.1 新相的形成 　　2.1.2 形核能垒 　　2.2 马氏体相变热力学 　　2.2.1 马氏体相变的一般特征 　　2.2.2 铁基合金马氏体相变热力学 　　2.2.3 陶瓷和有色合金中的马氏体相变热力学 　　2.3 凝固与熔化 　　2.3.1 相线和分配系数 　　2.3.2 固体表面曲率对熔点的影响 　　2.3.3 压力对凝固的影响 　　2.4 无序一有序转变热力学 　　2.4.1 原子配置的有序化 　　2.4.2 长程有序的B—W—G模型在CuAu合金中的应用 　　2.4.3 平衡有序度的不连续变化 　　2.5 失稳分解—Spinodal分解热力学 　　2.5.1 二元Spinodal分解的热力学条件 　　2.5.2 Cahn—Hilliard方程及其求解 　　2.5.3 Spinodal分解的实验研究 　　2.6 脱溶分解热力学 　　2.6.1 脱溶时成分起伏和沉淀相形核 　　2.6.2 脱溶驱动力计算 　　2.7 珠光体转变（共析分解）热力学 　　2.7.1 共析相变的有效驱动力 　　2.7.2 珠光体转变的速度公式（界面扩散+界面迁移模型） 　　参考文献 　　第三章 相变动力学 　　3.1 形核理论 　　3.1.1 经典形核理论 　　3.1.2 稳态形核率和与时间相关的形核率 　　3.1.3 Cahn—Hilliard非经典形核理论 　　3.1.4 界面能及新相核心的形状 　　3.2 新相长大动力学 　　3.2.1 Fick扩散定理 　　3.2.2 扩散控制新相长大速度 　　3.2.3 片状相和针状相长大的Zener—Hillert理论 　　3.2.4 片状铁素体台阶长大理论 　　3.2.5 三元系扩散控制新相长大 　　3.3 相变总体动力学 　　参考文献 　　第四章 相变晶体学 　　4.1 概述 　　4.1.1 母相与新相的位向关系 　　4.1.2 新相的形貌 　　4.2 沉淀相变晶体学分析 　　4.2.10 点阵理论及其应用 　　4.2.2 其他fcc/bcc体系沉淀相变晶体学模型 　　4.3 马氏体相变晶体学表象理论 　　4.4位向关系的变体及生成相晶粒间的位向差 　　参考文献 　　第五章凝固理论 　　5.1一般凝固理论 　　5.1.1晶体形核的基本理论 　　5.1.2固—液相界面结构与晶体长大 　　5.1.3凝固过程的溶质再分配 　　5.1.4凝固过程固—液界面熔体的过冷状态 　　5.1.5界面稳定性与晶体形态 　　5.2多相合金的凝固 　　5.2.1共晶合金的凝固 　　5.2.2偏晶合金的凝固 　　5.2.3包晶合金的凝固 　　5.3现代凝固理论及铸造组织 　　5.3.1铸件凝固组织的形成 　　5.3.2铸件组织的控制 　　5.3.3铸件中的缺陷 　　5.3.4快速凝固 　　参考文献 　　第六章熔化与过热 　　6.1引言 　　6.2熔化理论与过热极限 　　6.2.1Lindemann熔化准则 　　6.2.2力学不稳定性（Bom）判据 　　6.2.3热弹性失稳判据 　　6.2.4缺陷熔化理论 　　6.2.5过热极限 　　6.2.6不同熔化理论之间的联系 　　6.3表面熔化 　　6.3.1实验观察 　　6.3.2表面熔化的唯象理论 　　6.3.3晶体缺陷处的预熔化 　　6.4小粒子的熔化行为 　　6.4.1小粒子熔化的实验研究 　　6.4.2小粒子熔化的模型 　　6.4.3粒子形状对熔化的影响 　　6.4.4表面包覆对小粒子熔化的影响 　　6.4.5小粒子熔化焓与尺寸的关系 　　6.4.6团簇的熔化 　　6.5镶嵌粒子的过热 　　6.5.1界面结构对镶嵌粒子过热的影响 　　6.5.2过热粒子熔化过程的观察 　　6.5.3镶嵌粒子过热的解释 　　6.5.4压力导致的过热现象 　　6.5.5过热粒子的物理性能 　　6.6薄膜的过热 　　6.7结语与展望 　　参考文献 　　第七章扩散型相变 　　7.1沉淀相变的基本理论 　　7.1.1沉淀过程的相变驱动力 　　7.1.2沉淀相的应变能和核胚形貌 　　7.1.3沉淀相粗化 　　7.2沉淀相变实例 　　7.3共析相变 　　7.3.1珠光体的形核和长大 　　7.3.2合金成分对钢中珠光体相变的影响 　　7.3.3纤维沉淀和相间沉淀 　　7.4块状相变 　　7.4.1块状相变的特征 　　7.4.2块状相变的热力学和动力学 　　7.4.3存在块状相变的相图和合金 　　7.5有序相变 　　参考文献 　　第八章马氏体相变 　　8.1马氏体相变的定义和分类 　　8.1.1马氏体相变的定义 　　8.1.2马氏体相变的分类 　　8.2马氏体相变驱动力 　　8.2.1马氏体相变的热力学条件 　　8.2.2铁碳合金 　　8.2.3Fe—X—（C）系 　　8.2.4铜基合金 　　8.3马氏体相变动力学 　　8.3.1马氏体相变动力学特征 　　8.3.2变温马氏体相变动力学方程 　　8.3.3等温相变动力学 　　8.4马氏体相变晶体学 　　8.4.1马氏体相变晶体学经典模型 　　8.4.2马氏体相变晶体学基础 　　8.4.3马氏体相变晶体学的表象理论 　　8.5马氏体形核和马氏预相变 　　8.5.1马氏体形核理论 　　8.5.2马氏体预相变现象的实验研究 　　参考文献 　　第九章二级相变 　　9.1二级相变的特征 　　9.1.1二级相变的特性 　　9.1.2二级相变中的Ehrenfest方程 　　9.1.3液氦的A相变 　　9.2铜基合金中的二级有序相变 　　9.2.1铜基合金中的晶体结构 　　9.2.2铜基合金的有序转变 　　9.3铁电相变 　　9.3.1铁电相变中的一级和二级相变 　　9.3.2铁电相变的Laudau理论 　　9.4超导相变 　　9.4.1超导相变与Ginzburg—Laudau理论 　　9.4.2高温超导的晶体结构特征 　　9.4.3Y，Ba2Cu3O7—x超导性和一级相变 　　9.4.4元素替换对Y1Ba2Cu3O7—x超导性的影响 　　9.4.5其他晶体结构的YBaCuO超导相 　　9.5一级马氏体相变与二级反铁磁相变的耦合 　　9.5.1反铁磁性金属和合金的分类 　　9.5.2γMn基合金的反铁磁转变与fcc→fct马氏体相变 　　9.5.3γMn基合金的反铁磁转变软模 　　9.5.4γMn基合金的相变耦合对合金材料性能的影响 　　参考文献 　　第十章非晶晶化转变和纳米材料相变 　　10.1非晶晶化的热力学 　　10.2非晶晶化的形核理论 　　10.2.1形核吉布斯自由能 　　10.2.2稳态的形核率 　　10.2.3与时间相关的形核率 　　10.3非晶晶化动力学的热分析理论 　　10.3.1基本理论 　　10.3.2等温过程分析 　　10.3.3匀速加热过程分析 　　10.4纳米材料的结构特征 　　10.5纳米晶体的熔化 　　10.6纳米晶体中同素异构转变理论 　　10.7纳米晶体中的扩散型相变理论 　　10.8纳米晶体中的均匀形核能垒 　　参考文献 　　第十一章近代相变理论 　　11.1Landau理论与结构相变 　　11.1.1Laudau二级相变理论 　　11.1.2Laudau理论与一级相变 　　11.1.3Laudau理论与热力学 　　11.1.4Ginzburg—Laudau理论 　　11.1.5Laudau理论的应用实例 　　11.2马氏体相变的孤立子理论 　　11.2.1孤立子的基本理论和性质 　　11.2.2相变中的孤立波和孤立子 　　11.3相场理论 　　11.3.1描述相场的动力学方程 　　11.3.2相场理论的应用 　　11.4群论与相变 　　11.4.1群的基本概念 　　11.4.2晶体点群与空间群 　　11.4.3群的表示和特征标表 　　11.4.4群论在相变中的应用 　　参考文献
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