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文档简介

1、晶核的形成和成长第1页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四第2页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四第3页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四 也就是说,非均匀形核的形核功与均匀形核的形核功之间只相差一个形状因子S(). 0 S() 1. 当=0时, S()=0, =0, 说明外来质点表面是现成的晶核的晶面,新相可在此表面上自由生长; 当=10 时, S()=10-4, 非均匀形核的临界形核功较之均匀形核微不足道; 当=30 时, S()=0.02,非均匀形核的临界形核功较之均匀形核仍然很小; 当=90 时, S()=0.5; 当=180

2、时, S()=1,非均匀形核与均匀形核的形核功相同,说明外来质点没有促进形核的作用,非均匀形核不能进行.第4页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四第5页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四 衬底形状对非均匀形核的影响 在相同的物质衬底上,具有相同的曲率半径和润湿角,由于三个衬底形状不同,所形成的晶核包含的原子数不一样.可见促进非均匀形核的能力随界面曲率的方向和大小的不同而异. 形核能力依次为: 凹界面衬底平面衬底凸界面衬底 另外,对凹界面衬底而言,促进非均匀形核的能力,随界面曲率增大而增大;对凸界面而言,则随界面曲率的增大而减小.第6页，共12页，2022年

3、，5月20日，1点47分，星期四 非均匀形核的晶核形成功的大小主要取决于S(), 而起决定作用的是球冠晶胚与异质固相衬底之间润湿角的大小, 越小越有利,由于的确定很困难,所以固体质点能否作为新相衬底,一般遵循以下两个规律: (1)固体质点的原子与新相质点的原子之间具有较大的结合力,或者键能较强; (2)质点可作为衬底的表面的原子排列规律和间距与新相相近,即接近界面共格对应原则.一般认为要接近共格原则,对于金属晶体与衬底对应界面上原子间距差不能超过9%,其中,d 为新相表面的原子间距由公式可知第7页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四均匀形核与非均匀形核的联系与区别: (1)两

4、者在热力学处理方法上是相同的,能量起伏和相起伏是均匀形核的必要条件,也是非均匀形核的必要条件;熔体的过冷度T,对两种形核方式都是驱动力;第8页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四第9页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四第二节晶核长大一.液-固界面的微观结构粗糙界面L-S原子并不完全分离，排列高高低低，粗糙不平。光滑界面：L-S原子分开，排列成平整的原子平面。第10页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四二.晶核的长大方式垂直长大方式二维晶核长大方式(平整界面长大方式)晶体缺陷生长方式第11页，共12页，2022年，5月20日，1点47分，星期四三.温度梯度对晶体生长的影响粗糙界面

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