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第二章纯金属的结晶 第二章纯金属的结晶 §2-1 金属的结晶现象 §2-2 金属的结晶的热力学条件 §2-3 金属的结晶的结构条件 §2-4 晶核的形成 §2-5 晶核的长大 §2-6 金属铸锭的组织和性能 §2-1 金属的结晶现象 一、结晶过程的宏观现象 二、金属结晶的微观过程 玻璃制品 凝固：物质从液态到固态 凝固：物质从液态到固态 的转变过程。若凝固后的 的转变过程。若凝固后的 物质为晶体，则称之为结 物质为晶体，则称之为结 晶。 晶。 水晶 凝固过程影响后续加工性 凝固过程影响后续加工性 能、使用性能和寿命。(晶 能、使用性能和寿命。(晶 粒大小、分布、形状） 粒大小、分布、形状） 凝固是相变过程，可为其 凝固是相变过程，可为其 它相变的研究提供基础。 α 2 ~ 5 它相变的研究提供基础。 结晶Crystallization ： 液体 -- 晶体 凝固Solidification ： 液体 -- 固体（晶体 或 非晶体） 液体 晶体 结晶 气体 液体 固体 一 、结晶过程宏观现象 结晶过程的分析方法热分析法 （thermal analysis ） α 2 ~ 5 冷却曲线 （cooling curve ）金属结晶时温度与时间的关系曲线 (一） 过冷现象 (一） 过冷现象 过冷：super-cooling，overcooling 过冷 金属的实际开始凝固温度Tn总是度 温 低于理论凝固温度Tm的现象. 理论冷却曲线 过冷度 过冷度 结晶平台(是由结晶潜热导致) super cooling degree （ΔT）： （ΔT） Tm ΔT 理论凝固温度与实际开始凝固温 ΔT Tn 度之差, 即ΔT =Tm-Tn。 ΔT 纯度越高，过冷度越大 纯度越高，过冷度越大 冷却速度越大，过冷度越大 冷却速度越大，过冷度越大 (二） 结晶潜热 (latentheat） 时间 (二） 结晶潜热 ( 一摩尔物质从一个相转变为另一个相时,伴随着放热和吸收的热量称为熔 熔 化潜热或结晶潜热 α 2 ~ 5 化潜热 结晶潜热 二 、金属结晶的微观过程形核，长大growth 二 、金属结晶的微观过程形核，长大 t0 液态 t1 形核 t2 形核长大有新的晶核形成 t3 长大形成晶