金属结晶现象和条件.doc

金属结晶的现象晶体结晶过程的宏观现象(过冷度和结晶潜热)1) 过冷度(△T=Tm-Tn)过冷度和金属的属性和冷却速度有关2) 金属不同，过冷度不同；金属的纯度越高，过冷度越大；冷却速度越快，过冷度越大3) 相变潜热1摩尔物资从一个相转变为另一个相时，伴随着吸收或放出的热量金属由固态变为液态，需要吸热；由液态变为固态需要放热前者称为融化潜热，后者称为结晶潜热从微观上说，金属的结晶过程就是形核和长大的过程1) 当金属液体冷却到实际结晶温度时，晶核并未立即出生，而是经过一段时间才出现第一批晶核结晶开始前的这段停留时间称为孕育期2) 晶核由晶胚形成3) 由一个晶核长成的晶体就是一个晶粒4) 一个晶粒内存在很多晶胞，并且晶胞位向一致5) 因此单晶体表现出各向异性6) 由两个以上晶粒组成的晶体称为多晶体7) 一般的金属都是多晶体并且由无数个晶粒组成8) 各晶粒位向各异，相互抵消9) 所以一般金属不表现出各向异性金属结晶的热力学条件1、热力学第二定律：在等温等压条件下，物质系统总是自发的从自由能较高的状态向自由能较低的状态转变2、自由能之差是促进金属相变的热力学条件，即相变驱动力图45社相和谢梅自由牌淹3、4、由上图可知：过冷度越大，自由能之差越大，且液相和固相自由能之差与过冷度成正比。

在过冷度等于0时，自由能之差也为05、过冷度越大，自由能之差越大，相变驱动力越大，结晶速度越快金属结晶的结构条件1、液态金属的一个重要特点就是相起伏只有在过冷液中相起伏才能形成晶胚但不是所有晶胚都可以转化成晶核下节将讨论晶胚转化成晶核的条件A?图48最大檢起伏尺寸场过冷商的左系大小^2-7粧序金關中不同甩寸的旃起伏出班般几舉晶核的形成1、在过冷液中形成晶核的方式有两种：均匀形核和非均匀形核2、实际金属的结晶主要是按非均匀形核方式进行的3、在过冷液中并不是所有晶胚都可以形成晶核只有那些尺寸等于大于某一临界尺寸的晶胚才能稳定的存在，并自发长大4、过冷度越大，临界尺寸越小5、从第三节2中可知：过冷度越大，最大相起伏尺寸越大6、结合4、5可知：过冷度越大，出现超过临界尺寸的晶胚越多，越容易形核7、第二节第5:过冷度越大，自由能之差越大，结晶越快8、纯金属结晶时均匀形核的过冷度0.2Tm（Tm用热力学温度表示）此值非常大非均匀形核的过冷度大大降低，一般不超过20C9、形核功是过冷液形核的主要障碍10、过冷度越大，临界形核功降低，使结晶过程易于进行11、无论形核还是长大，都必须伴随着液态原子向晶核的扩散迁移S2-L2衫孜奉与曬度廉过挣嵐的关SIh）与冏喪齒关岸bj耳过挣蛊曲笑蹇过冷度越大，迁移越不容易12、13、形核率随过冷度的增大先增加后下降14、非均匀形核比均匀形核容易，需要的过冷度也低。