第八章 相变.ppt

1、Chapter 8 phase transformation，第8章过渡相，基本概念，过渡相：指在某种外界条件下，体系中发生的从一个相向另一个的变化过程。 应用：过渡相可以控制材料的结构和性质。 相变裂纹：强化灰水晶质蜂窝混合双打相变：氧化锆陶瓷，狭义相变：过程前后相的化学组成不变，即不发生化学反应。 /在针织面料系统内。 晶体I晶体II的广义过渡相包括工艺前后的相组成变化。 g L (凝聚、蒸发) g S (凝聚、热升华) L S (结晶、熔融、溶解) S1 S2(结晶型转变、有序-无序转变) L1 L2(液体) ABC准稳定分相(spino液体的凝固气化瓦斯气体的凝聚和结晶中的许多结晶型转

2、变等。 特点：有过渡相潜热，伴有体积变化。 结论：无相变潜热，无体积不连续性，仅有Cp、的不连续性。 有居里点或点(二级相变的特点)的普遍类型：合金有序无序转变、铁磁性顺磁性转变、超导转变等。 二级相变：特征：过渡相时两相化学势相等，其一次偏微熵也相等，二次偏微熵也不同。 特例混合型过渡相：云同步具有一级相变和二级相变的特征如压电陶瓷BaTiO3具有居里点，理论上是二级相变，但过渡相潜热小。 以二级相变为例，*二、以过渡相方式分类核长的大型过渡相：程度虽大，但由于范围狭小的浓度波动而开始产生过渡相，形成新的相核。 例如结晶釉。 连续型过渡相(不稳定分相):程度小，范围宽的浓度波动连续变大，形成

3、新相。 微晶玻璃等。 三、按质点迁移特征分类扩散型：有质点迁移。 无扩散型：低温进行，如同质瓦斯气体转移、马氏体转变、四、成核特征均质转移：发生在单一均质中。 非均质转变：存在相界面。 五、根据成分、结构的变化分为重构式位移式位移，高碳马氏体位移的特征：1)位移前后与习性平面有晶面定向关系。 2 )快。 音速3 )无扩散4 )无特定温度：温度段。72分离结晶、一、分离结晶过渡相过程的热力学1、过渡相过程的不平衡状态及亚稳定区域，是阴影区域亚稳定区域的原因：发生过渡相时，以微小液滴或晶粒出现，由于粒子小，其饱和蒸汽压力和溶解度平面状态蒸气压和溶解度在相平衡温度尚未达到饱和的结论： a、亚安定区不

4、平衡状态b .在准稳定区域产生新相需要过冷。 c .若加入杂质，则能够在准稳定区域形成新的相，此时准稳定区域缩小。 2、相变过程推进力GT，P 0 (1)温度条件，研究： a .过程发热，H0，即T 0，必须加热T T0。 结论：过渡相推动力可表示过冷度(t )。 (2)总结了相变过程的压力和浓度条件，以及相变过程的推动力是过冷度、过饱和浓度、过饱和蒸气压。 与分离结晶0的结论相对，结晶核小时第二相占优势，结晶核大时初生相占优势，求出曲线的极端值确定rK。 也就是说，得出1，rK是临界晶胚半径的结论。 rK越小，越容易形成新相。 2、rK和温度的关系。 引起过渡相必须是过度蒸发制冷。 TT0的

5、情况下，t越小rK越大，难以形成新相。 (熔体分离结晶，一般rK 10100nm) 3，影响rK的因子分析。 4.rk校正计算系统中每单位体积的自由焓变化。 结论：1)形成临界半径大小的新相需要新相界面能的1/3的工作。 2 )过冷度越大的系统，临界自由焓变化越小，即核形成势垒越小，过渡相过程越容易进行。 结论是，可以在系统内形成rK尺寸的粒子数nK关系：GK越小，具有临界半径rK的粒子数越多，越容易引起过渡相。二、分离结晶过渡相过程的动力学；一、成核过程动力学；成核：均匀成核；不均匀成核：常见。 (1) .均匀成核组成一定，熔体均匀一相，在T0温度下分离结晶，在整个熔体内部发生，析出物质组成与熔体一致。 p :受核化势垒影响的成核率因子d :受原子扩散影响的成核率因子，研究： t对IV的影响。 分析： IV为什么达到了最大值？ (2) .不均匀成核有加入界面参加的成核。 原因：成核基体的存在有降低成核位的屏障，有利于成核。 不均匀成核临界成核屏障与浸润角的关系。 不均匀成核速度Is :结论：2 .湿润的不均匀成核势垒低于非湿润，因此湿润容易成核。 2 .结晶釉：在需要的地方点上锌氧粉籽晶。 3 .油滴釉：气泡界面容易析出含有Fe3的微晶。 1 .过饱和溶液在容器壁上的分离结晶。 4、在结构缺陷上形成核生长：如形成螺型位错核生长。 2、晶体生长过程动力学1 )晶体理想生长过