金属结晶现象和条件

金属结晶的现象、 晶体结晶过程的宏观现象 (过冷度和结晶潜热)。1) 过冷度(A T=T -T )mn2) 过冷度和金属的属性和冷却速度有关。3) 金属不同，过冷度不同；金属的纯度越高，过冷度越大；冷却 速度越快，过冷度越大。4) 相变潜热 1 摩尔物资从一个相转变为另一个相时，伴随着吸 收或放出的热量。 金属由固态变为液态，需要吸热；由液态 变为固态需要放热。前者称为融化潜热，后者称为结晶潜热。、 从微观上说，金属的结晶过程就是形核和长大的过程。1) 当金属液体冷却到实际结晶温度时，晶核并未立即出生，而是 经过一段时间才出现第一批晶核。结晶开始前的这段停留时间 称为孕育期。2) 晶核由晶胚形成。3) 由一个晶核长成的晶体就是一个晶粒。4) 一个晶粒内存在很多晶胞，并且晶胞位向一致。5) 因此单晶体表现出各向异性。6) 由两个以上晶粒组成的晶体称为多晶体。7) 一般的金属都是多晶体。并且由无数个晶粒组成。8) 各晶粒位向各异，相互抵消。9) 所以一般金属不表现出各向异性。金属结晶的热力学条件1、热力学第二定律:在等温等压条件下，物质系统总是自发的从自由能较高的状态向自由能较低的状态转变。由能之差与过冷度成正比。在过冷度等于0 时，自由能之差也 为 0。5、 过冷度越大，自由能之差越大，相变驱动力越大，结晶速度越 快。金属结晶的结构条件1、 液态金属的一个重要特点就是相起伏。只有在过冷液中相起伏 才能形成晶胚。但不是所有晶胚都可以转化成晶核。下节将讨 论晶胚转化成晶核的条件。2、带艰狀衣小图AT粧赢金廉中不同尺寸的相起优出现的儿舉AT图旷&虽大榕起伏尺寸与过洽瞎的洗至晶核的形成1、在过冷液中形成晶核的方式有两种：均匀形核和非均匀形核。2、实际金属的结晶主要是按非均匀形核方式进行的。3、在过冷液中并不是所有晶胚都可以形成晶核。只有那些尺寸等于大于某一临界尺寸的晶胚才能稳定的存在，并自发长大。4、过冷度越大，临界尺寸越小。5、从第三节2中可知：过冷度越大，最大相起伏尺寸越大。6、结合 4、 5 可知：过冷度越大，出现超过临界尺寸的晶胚越多越容易形核。7、第二节第 5：过冷度越大，自由能之差越大，结晶越快。8、纯金属结晶时均匀形核的过冷度T0.2T （T用热力学温度表m m示）。此值非常大。非均匀形核的过冷度大大降低，一般不超过20C。9、形核功是过冷液形核的主要障碍。10、过冷度越大，临界形核功降低，使结晶过程易于进行。11、无论形核还是长大，都必须伴随着液态原子向晶核的扩散迁移。过冷度越大，迁移越不容易。b12形核率随过冷度的增大先增加后下降。jZSSg非均匀形核比均匀形核容易，需要的过冷度也低。