《金属材料及热处理》课件 5.1掌握纯金属的结晶5

延迟符知识点5：晶核的长大

项目5金属的结晶过程与控制《金属材料及热处理》任务5.1：掌握纯金属的结晶1晶核形成后便向各方向生长，同时又有新的晶核产生晶核不断形成，不断长大，直到液体完全消失每个晶核最终长成一个晶粒，两晶粒接触后形成晶界22《金属材料及热处理》晶核长大的条件：第一，要求液相不断地向晶体扩散供应原子，以使液态金属原子具有足够的扩散能力；第二，要求晶体表面能够不断而牢靠地接纳这些原子。一、晶核的长大过程成核速率、长大速度与过冷度的关系影响晶核形成和长大的因素33《金属材料及热处理》决定晶核长大方式和长大速度的主要因素：晶核的界面结构、界面附近的温度分布及潜热的释放和逸散条件。晶核的长大必须在过冷的液体中进行，只不过它所需要的过冷度比形核时小得多而已一、晶核的长大过程固液界面的微观结构类型：光滑界面和粗糙界面。44《金属材料及热处理》宏观：界面呈锯齿状的折线，所以又称小平面界面。微观：界面是光滑的。光滑界面是指固相表面为基本完整的原子密排面，固液两相截然分开，粗糙界面是指固液两相间存在几个原子厚度的过渡层。在过渡层中，液相与固相的原子犬牙交错分布，

宏观：界面是平直的。微观：高低不平、粗糙，界面是粗糙的，又称为非小平面界面

b)粗糙界面a)光滑界面二、固液界面的结构界面的微观结构不同，其接纳液相中迁移过来的原子的能力也不同，因此在晶体长大时将有不同的机制。55《金属材料及热处理》

粗糙界面上：整个固-液界面垂直地向液相中推进，即晶体沿界面的法线方向向液相中生长。这种长大方式叫做垂直长大，这样的晶体生长速率很快。光滑界面晶体长大：二维晶核长大机制和依靠晶体缺陷长大机制。

晶体长大速率较慢三、晶体微观长大机制金属凝固时，晶体的生长形态取决于固-液界面的微观结构和界面前沿液相中的温度梯度dT/dx6《金属材料及热处理》

正温度梯度示意图负温度梯度示意图四、固液界面前沿液体的温度梯度与晶体生长形态77《金属材料及热处理》正温度梯度：dT/dx＞0，晶体生长以平面向前推进。

正温度梯度示意图b)粗糙平面a)光滑平面粗糙界面：平行于等温面的平直界面光滑界面：呈锯齿状1、正温度梯度下的成长界面形状四、固液界面前沿液体的温度梯度与晶体生长形态88《金属材料及热处理》负温度梯度：dT/dx＜0，晶体生长以树枝状生长。（一般金属）负温度梯度示意图树枝状晶体形貌b)粗糙平面2、负温度梯度下的成长界面形状四、固液界面前沿液体的温度梯度与晶体生长形态实际金属结晶时冷速较大，主要以树枝状长大原因：晶核棱角处的散热条件好，生长快，先形成一次轴，一次轴又会产生二次轴…，树枝间最后被填充。树枝状长大99《金属材料及热处理》四、固液界面前沿液体的温度梯度与晶体生长形态金属的树枝晶金属的树枝晶金属的树枝晶冰的树枝晶1010《金属材料及热处理》四、固液界面前沿液体的温度梯度与晶体生长形态(1)粗糙界面（金属），垂直长大。所需过冷度小。(2)光滑界面（金属化合物或非金属等）其一为二维晶核长大方式；其二为螺型位错长大方式。长大速度都很慢，所需的过冷度很大。1111《金属材料及热处理》长大机理在正的温度梯度下长大时，光滑界面的一些小晶面互成一定角度，呈锯齿状；粗糙界面的形态为平行于等温面的平直界面，呈平面长大方式。在负的温度梯度下长大时，一般金属和亚金属的界面都呈树枝状。晶体生长的界面形态与界面前沿的温度梯度和界面的微观结构有关：小结：晶体长大的要点延迟符PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课