材料科学基础 (第二节 成份保持不变的相变).pptVIP

第二节 成份保持不变的相变 要点： ●多型性转变 ●块状转变 ●有序、无序转变 一、多形性转变（同素异构转变） 特点： ●多形性转变是通过形核、长大方式进行的，新相优先在过冷或过热母相的晶界等缺陷出形核。 ● 转变的驱动力来自新相也母相间的自由焓差。 ● 转变速度加快，甚至瞬间发生点阵重构，明显快于固态相变。 ●进一步冷却时，有可能发生块状相变，无法用急冷或急热的方法恢复原来结构。 二、块状转变 三、有序－无序改变 * * * * 定义： 大约有20多种金属以及许多中间相都具有从单一相结构到另一种单相结构的多形性转变。转变前后无变化，是所有相当中最简单的一种。 定义： 某些固溶体及纯金属可在快速冷却过程中以很快的速率转变成与母体相同而结构相异的块状新相，这一转变称为块状转变。 attention （1) 块状转变只能受界面过程所控制，即想界面原子在自由焓差的驱动下，只能移动很小的距离，一次就近进入生长中的新相迅速完成点阵重构。 attention attention （2） 块状改变无需局部成分改变，但杂质拖拽效应及母相的偏聚区域可是运动中的界面改变方向。 （3） 由于相变时的体积变化使界面前方的母相产生滑移，这种形变有时会阻碍相界面的移动，可是界面局部平直。 （4） 冷却过程中块状改变的产物可能是平衡相，但通常是过饱和相。 attention 定义： 某些合金在高温状态溶质、溶剂原子在点阵中无规分布，而在低温时出现有序分布，溶质、溶剂原子各自分布在特定的点阵位置上。由无序状态到有序状态是一个原子交换的过程，被称为有序改变。 有序化的推动力是固溶体中原子混合能参量 Em =EAB－（EAA+EBB）/2 0 要求 其中：EAA、EBB、EAB分别表示AA、BB、AB原子间换作用能。 1、有序度参量 （1）长程有序 如果合金的成分是m：n时： w=（pа-xA）/(1-xA)=(pb-xB)/(1-xB) 式中： xA=m/(m+n),xB=n/(m+n),pa为A原子在a点阵中出现的几率，pb为B原子在b点阵中出现的几率。 （2）短程有序 对于AmBn型合金，则有： σ=（q-qU）/(qM-qU) 式中：qM为完全无序时的q，qU为最大有序时的q。 注意 长程与短程是相对的， 一般把有序区域尺寸约达到10000个原子，并可在X射线衍射谱上获得超结构线条时的有序状态叫做长程有序态。 任何 EmEAB－（EAA+EBB）/2 的都有可能是短程有序。 2、有序度过程 有序化过程需要原子的迁移，与脱溶沉淀和共析转变不同，有序化不引起宏观的成分改变，仅仅是邻、近、亚点阵上原子的换位。 3、有序强化 控制有序畴的尺寸可使合金获得最佳的强化效果。 4、其他有序-无序转变 实现有序度的变化可以采取畴变或原子位移的方式。 铁电相变：铁电体是在一定温度范围内能够自发极化，并且自发极化方向可随外电场做可逆转动的晶体。 铁磁相变：铁磁体中的电子的自旋和磁矩作有规律的排列，即使外加磁场为零，铁磁体也具有磁矩（自发磁矩）。 超导相变：正常态时处于热激发的电子在超导态时全部或部分有序，从而表现出超导特性。