第3章 液态金属的牡凝固形核及生长方式.pptVIP

Chapter 3 Nucleation and Growth during Solidification?of Metals?;§3-1 凝固的热力学条件;液态金属结晶的动力是由过冷提供的,不会在没有过冷度的情况下结晶 阻力: 新界面的形成 热力学能障——新界面产生时界面自由能增大。 动力学能障 它由金属原子穿越界面过程所引起--原则上与驱动力大小无关而仅取决于界面结构与性质。 在相变驱动力的驱使下，借助于起伏作用来克服能量障碍。 ;亚稳定的液态金属通过起伏作用在某些微小区域内生产稳定存在的晶态小质点的过程叫形核。 形核的首要条件是系统必须处于亚稳态以提供相变驱动力；其次，需要通过起伏作用克服能障才能够形成稳定存在的晶核并保证其进一步生长。 两种方式：均质形核与异质形核。 均质形核：在没有外来界面的均匀熔体中的形核。理想液态金属的形核过程就是均质形核。 异质形核：在不均匀的熔体中依靠外来杂质或者型壁界面提供的衬底进行形核的过程。实际液态金属的形核是异质形核。 ;液相与固相体积自由能之差--相变的驱动力 由于出现了固/液界面而使系统增加了界面能--相变的阻力 ;?;2、形核速率：单位时间，单位体积生成固相核心的数目。;非均质形核(异质形核 )--形核依赖于液相中的固相质点表面发生。 液相中的原子集团依赖于已有的异质固相表面并在界面张力的作用下，形成球冠。 ;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;4. 异质形核速率;书中异质核心的例子——Al-Si合金中初晶Si以AlP为核心; 由于多元变质，使合金熔液与Al2O3之间的界面能发生了改变，促进了Al-Si合金的先行相Si相在Al2O3表面生核成长，且Al-Si/Al2O3的接触角小于90?。。;球墨铸铁中的石墨核心（扫描电镜照片）;5、异质形核影响因素 （1）过冷度;图3-10 不同形状界面下的非均匀形核 ;§3-3 纯金属晶体的长大方式;2、树枝晶方式生长;由平面到胞状的转变;二、固液界面的微???结构 1、Jackson 因子。平面上无规律地堆砌一些原子后引起界面自由能变化为：;2、固液界面的微观结构;某些物质的Jackson因子;丁二腈（琥珀腈）CNCH2CH2CN;三、晶体微观长大方式和长大速率 1、粗糙界面的生长——连续生长;2、侧向生长（二维生长）——平整界面的生长 台阶侧面堆砌生长;3、从缺陷处生长 位错、挛晶处——天然的台阶;3、从缺陷处生长;（4）生长速度比较 ;The End!