第八章 相变概述.ppt

* 四、析晶过程（devitrification process） 析晶过程是由晶核形成过程和晶粒长大过程所共同构成的。这两个过程都各自需要有适当的过冷却程度。 * 四、析晶过程（devitrification process） 从图中可以看出： * 四、析晶过程（devitrification process） 1、过冷度过大或过小对成核与生长 速率均不利，只有在一定过冷度下才能有最大成核和生长速率。 * 四、析晶过程（devitrification process） 2、两侧阴影区是亚稳区。高温亚稳 区，无晶核；低温压稳区，晶体生长停止。 * 四、析晶过程（devitrification process） 3、成核速率与晶体生长速率两曲线的重叠区通常称为“析晶区”。 若ΔT大，控制在成核率较大处析晶，易得晶粒多而尺寸小的细晶； 若ΔT小，控制在生长速率较大处析晶则容易获得晶粒少而尺寸大的粗晶； * 四、析晶过程（devitrification process） 如果成核与生长两曲线完全分开而不重叠，则无析晶区，该熔体易形成玻璃而不易析晶；若要使其在一定过冷度下析晶，一般采用移动成核曲线的位置，使它向生长曲线靠拢。可以用加人适当的核化剂，使成核位垒降低，用非均匀成核代替均匀成核。使两曲线重叠而容易析晶。 要使自发析晶能力大的熔体形成玻璃，采取增加冷却速度以迅速越过析晶区的方法，使熔体来不及析晶而玻璃化。 * 五、影响析晶（devitrification）能力的因素 1、熔体组成 相界线、低共熔点附近，不易析晶。 * 五、影响析晶（devitrification）能力的因素 2．熔体的结构 (1)熔体结构网络的断裂程度。网络断裂愈多，熔体愈易析晶。能修补网络的降低析晶趋势。见 。 (3)添加中间体熔体析晶能力减弱。 (2)电场强度较大的网络变性体离子，容易积聚析晶。 表8-2 * 五、影响析晶（devitrification）能力的因素 玻璃成分 SiO2 Na2O?2SiO2 Na2O?SiO2 2Na2O?SiO2 R=O/Si 2 2.5 3 4 相应晶体 结构状态 骨架 层状 链状 岛状 结晶能力 难 易析晶，保温1h表面结晶 极易结晶，保温1h全析晶 不成玻璃 表8—2 Na2O-SiO2系统熔体的析晶能力 * 五、影响析晶（devitrification）能力的因素 3．界面情况 存在两相界面如分相、气泡等， 析晶容易。 4．外加剂 * §8—4 液-液相变过程 §8—4 Dynamics of　Liquid-Liquid Transition * 一、液相的不混溶现象(玻璃的分相) （immiscibility） 一个均匀的玻璃相在一定的温度和组成范围内有可能分成两个互不溶解或部分溶解的玻璃相(或液相)，并相互共存的现象称为玻璃的分相(或称液相不混溶现象)。 * 一、液相的不混溶现象(玻璃的分相) （immiscibility） 1、稳定不混溶区（stable immiscibility） 液相线以上出现的相分离现象，不能形成玻璃。 见图8-16 * 1、稳定不混溶区（stable immiscibility） * 2、介稳（metastable）不混溶区 在S形液相线以下。该区又分为两部分。 (1)亚稳定区(成核—生长区)。如图8-17中有剖面线的区域①区。 （?2G/?C2）T、P0，均匀的溶液对微小的组成波动是介稳的，需要一定的波动克服热力学势垒，才能分相，使系统自由焓降低。 分相形态为斗状或孤立液滴状。 * 一、液相的不混溶现象(玻璃的分相)（immiscibility） * 一、液相的不混溶现象(玻璃的分相)（immiscibility） * (2)不稳区（旋节分解区，Spinodale）。如图8-17中②区。 （?2G/?C2）T、P0，系统对微小的组成波动是不稳的，分相时不需要克服势垒。 分相形态为斗蠕虫状或连通状。 两种不混溶区的浓度剖面示意如 所示。 图8—18 2、介稳（metastable）不混溶区 * * （3）亚稳和不稳的比较 表8—3比较了亚稳和不稳分相的特点 亚稳 不稳 热力 （?2G/?C2）T、P0 （?2G/?C2）T、P0 成分 第二组组成不随时间变化 第二组组成随时间变化而连续向两个极端组成变化，直至达到平衡 形貌 第二相分离成孤立的球形颗粒 第二组分离成有高度连续性的非球形颗粒 有序 颗粒尺寸和位置在母液中是无序 第二组分布在尺寸上和间距上均有规则 界面 在分相开始界面有变化 分相开始界面是弥散的