金属学复习【2】

从液相变为固相 --- 叫做凝固

从液相变为晶态固相 --- 叫做结晶

就会纯金属结晶为恒温转变，如果在理论结晶温度的话，液相就会结晶，如果大于的话，晶态固相就会熔化（所以理论结晶温度又被称为熔点）

结晶是一级相变，也就是说结晶过程中，体积要发生变化（液到固，体积收缩，固到液就是反过来），同时还要有相变潜热（液到固，放热，固到液就是反过来）

研究结晶过程的方法是热分析法 --- 将晶体加热至熔化，然后再缓慢冷却，然后记录记录晶体的温度与时间的曲线图

在结晶开始点，液相开始结晶，相变潜热释放，温度上升，又结晶是恒温转变（指温度到达理论结晶温度之后就不再变化，知道结晶完毕）

结晶完毕后得到的晶态固相随着炉温的降低继续降低温度

对于金属结晶来说，过冷度是必须的

关键词：形核 和 长大 

 G可以表示系统的自由能，也可以表示相的自由能

S熵总是一个大于0的数！所以

 自由能随着温度的增大而降低

我们将固相和液相的曲线的交点处的温度称为理论结晶温度（对同一物质），处于理论结晶温度时液固两相平衡

自由能越低越稳定，然后物质会偏向更稳定的状态

规定结晶的驱动力等于固态自由能减去液态自由能，驱动力小于0的时候，固态自由能小于液态自由能，固态更稳定，晶体有从液态向固态转变的驱动力

吊塔T --- 过冷度 --- 则是Tm与其它温度之差

有了过冷度才能有驱动力，才能够出现液相结晶

吊塔Sm是处于理想结晶温度时， 是金属在熔化的时候从晶态到液态熵的变化，我们也将其称为熔化熵，吊塔Hm同理是熔化焓

吊塔Gv是单位体积的结晶驱动力 

对于纯组元（单质） -- 吊塔Hm和理论结晶温度都是常量

 V = 4/3*派*r^3

 当自由能吊塔G小于0的时候才能够使得结晶过程自发进行，表面能的出现会导致熵增，进而阻碍整个系统向更稳定的固体晶态转变

晶核半径处于临界晶核半径到自由能等于0的半径那部分的区间的晶核在长大结晶时是比较有利的

而 晶核半径处于自由能等于0的半径后面那一部分的的晶核在长大结晶时是完全自发的

 斜率为0的时候就和临界晶核半径出现的时候

 ps : r*公式过冷度左边那一坨是正数

 1.所谓的能垒就是剩下的那三分之一的表面能阻力

 液相中的微观体积的能量并不是全都平均相等的，其能量分布是复合正态分布的

 一定的过冷度下才会出现有大于或等于临界形核半径的晶核出现，此时才开始形核，其它时候由于不具有满足要求的晶核所以根本不会出现形核现象

 光滑界面是由一个个平面组合而成的

 粗糙界面则是由一个个原子组合而成的

粗糙界面是金属结晶时的主要界面

 G是长大速率，K是常数

粗糙界面的长大方式可以称为直接转空子长大

越靠近越放热温度越低

 蓝色的线是已结晶的固相里的温度分布，红色的部分是未结晶的液相里的温度分布

 金属结晶的时候绝大多数都是以负温度梯度的结晶方式进行的（树枝状，一次二次晶轴）

 若所有晶轴长的都差不多对的话咱得到的就是等轴晶，若是在一个方向上张的很突出的话就是柱状晶

 细晶强化就是加入形核剂来促进非均匀形核