1、第二章纯金属的结晶 凝固 结晶 平衡结晶温度或理论结晶温度 金属由液态转变为固态的过程 结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程 第二章纯金属的结晶 凝固 结晶 平衡结晶温度或理论结晶温度 金属熔点 第二章纯金属的结晶 2 1金属结晶的现象 2 2金属结晶的热力学条件 2 3金属结晶的结构条件 2 4晶核的形成 2 5晶核的长大 2 1金属结晶的现象 结晶过程宏观现象 过冷 结晶潜热 金属结晶微观过程 形核 长大 形成多晶体 两个过程重叠交织 2 2金属结晶的热力学条件 两相自由能差 潜热 结晶温度 过冷度 2 3金属结晶的结构条件 能量起伏 相起伏 晶胚 晶核 2 4
2、晶核的形成 均匀形核 非均匀形核 是指完全依靠液态金属中的晶胚形核的过程 液相中各区域出现新相晶核的几率都是相同的 是指晶胚依附于液态金属中的固态杂质表面形核的过程 2 4晶核的形成 均匀形核 非均匀形核 均匀形核 形核率 是指单位时间内单位体积液体中形成晶核的数量 用N N1 N2表示 形核功影响 原子扩散能力 急冷 非晶态材料 非均匀形核 非均匀形核 非均匀形核率 所需过冷度较小 点阵匹配原理 固相表面原子排列与新相点阵结构相似时 既能有效促进新相的非均匀形核 振动 搅拌 超声波 2 5晶核的长大 液固界面的微观结构 光滑界面 粗糙界面 从原子尺度观察 这种界面是光滑平整的 通常为密排晶面
3、 2 5晶核的长大 液固界面的微观结构 光滑界面 粗糙界面 从原子尺度观察 这种界面是粗糙的 又称为非小平面界面 晶体长大机制 光滑界面 粗糙界面 二维晶核长大机制 螺型位错长大机制 台阶 垂直长大机制 液固界面前沿液相中温度梯度 正温度梯度 液固界面前沿液相中温度梯度 负温度梯度 正温度梯度下生长的界面形态 光滑界面 以密排面为外表面的有规则几何外形晶体 粗糙界面 平面长大方式 负温度梯度下生长的界面形态 光滑界面 规则几何外形晶体或者树枝状 粗糙界面 树枝状 长大速度 过冷度 先快后慢 长大机制 台阶长大慢垂直长大快 晶粒大小的控制 控制过冷度 晶粒大小的控制 变质处理 点阵匹配 控制过冷度 振动 搅拌 超声波
