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第6讲第2章凝固动力学第2章凝固动力学本章主要内容凝固的微观过程形核固液界面结构晶体的长大方式第7讲内容提要凝固的微观过程：形核——长大形核方式：自发形核＋非自发形核固液界面结构：小晶面结构、非小晶面结构晶体长大方式：连续长大、二维晶核长大、螺型位错长大凝固过程演示§2.1自发形核问题：形核过程的能量变化是怎样的？驱动力（体积自由焓差）和阻力（界面能）什么尺寸的晶胚才能成为结晶核心？形核过程克服阻力的能量哪里来？自发形核温度如何确定？形核速度如何描述？影响因素是什么？第7讲§2.1自发形核自学P80-87（30min）凝固过程演示讨论讲解几个难点总自由能变化与晶核半径的关系，图3-1临界形核功的意义，式3-5临界晶核半径与过冷度的关系原子集团尺寸与过冷度的关系，（图3-2）r0-T自发形核过冷度的图解（图3-2）形核速率固液转变的TTT曲线第7讲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。三、生核过程总结——知识要点自发形核时吉布斯自由能的变化由两部分组成：相变引起出现固液界面引起晶核为球形时的吉布斯自由能变化表达式（学生推导）：G~r关系图解rr*T>Tm知识要点临界形核半径r*的概念临界形核半径r*的计算公式（学生推导）临界晶核半径与过冷度的关系与过冷度成正比，所以，临界晶核半径与过冷度成反比！rr*知识要点形核所做的最大功——形核功（代入能量式）——相当于表面能的1/3。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形核速率表征——形核速率I单位体积内单位时间内形成的晶核数。影响因素达到临界半径的晶胚数液相原子向晶胚吸附的速度数学表达式形核率的理论计算公式形核速率与温度的关系lgITTc固液转变的TTT曲线lgtTmT晶体非晶体——玻璃体lgtm形核速率曲线（时间的倒数）质疑1、形核过程的系统吉布斯自由能的变化体积自由能界面能2、图3-1，晶核尺寸与吉布斯自由能的关系。即使是小于Tm条件下，大于临界半径后，总自由焓变随直径增大而减小，所以可以稳定存在！质疑3、图3-2的理解原子集团尺寸随过冷度增大而增大临界晶核半径随过冷度增大而减小。两者的交点是均质形核所需的过冷度，大于这一过冷度，原子集团尺寸尺寸大于临界半

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