浅谈西安交通大学范群成材料课件5.pdf

第五章 材料的凝固 THE SOLIDIFICATION OF MATERIALS 材料凝固时晶核的形成 材料凝固时晶体的生长 固溶体合金的凝固 共晶合金的凝固 制造工艺与凝固组织 用凝固法材料的制备技术 THE END SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING OF XI`AN JIAOTONG UNIVERSITY 第一节 材料结晶时晶核的形成 THE FORMATION OF NUCLEUS AS MATERIALS CRYSTALLIZING 结晶的基本规律 均匀形核 形核率 非均匀形核 THE END SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING OF XI`AN JIAOTONG UNIVERSITY 一、结晶的基本规律 1. 液体的结构特点 长程无序，短程有序 时隐时现 短程有序的原子团 — 晶胚 时聚时散 在熔点以下，能自发长大的晶胚 — 晶核 2. 结晶的一般过程 是晶核不断形成及不断长大的过程 均匀形核（均质形核）—不依赖于现有固相 基底表面的形核方式 非均匀形核（异质形核）—依赖于现有固相 THE END 基底表面的形核方式 SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING OF XI`AN JIAOTONG UNIVERSITY 3. 过冷现象与过冷度 过冷现象—实际开始结晶温度 Tn 低于理论结 晶温度 T0 的现象 过冷度: T T ΔT − 0 0 n ↑ Δv ↑ 则 T 纯铁结晶时的冷却曲线 冷度速度对冷却曲线的影响 SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING OF XI`AN JIAOTONG UNIVERSITY 4. 结晶的必要条件 ΔT 0 5. 结晶的驱动力 G G ΔG − 0 V S L 体积自由能差 ΔGV： − Δ L T =Δ G m V T m 式中， T — 晶体的熔点 液态和固态的吉布斯 m 自由能－温度曲线