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固态转变:重点知识概念汇总

时间:2017-11-15 15:31  来源:未知  阅读次数: 复制分享 我要评论

 

固态转变是研究各种固体组织结构的形成及其稳定性的一门学科。研究内容主要包括下列几个方面:

1.相变前后相的结构及相互关系,相变前后的晶体学取向关系;

2.宏观材料相变产物的组织性能;

3.相变热力学:研究相变发生的条件,其驱动力来源与大小,相变产物的相对稳定性。

4.相变动力学:研究相变的发生和发展,相变速度和停止过程,以及影响它们的因素。

5.相变机理:研究相变的方式和分类。由于机理不同,相变可以有许多方式:扩散型相变,无扩散型相变,块型转变,有序无序转变,调幅(spinodal)分解等 。

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术语概念

1.局部平衡:在相变过程中,两个互相接触的相的成分在相界面上将依照相图互呈平衡,这种情况称为局部平衡。

2.毛细管效应:毛细管效应指平衡相变参量随界面曲率而变化的现象。例如,固态转变中饱和浓度随界面曲率增大而增大的现象,熔体生长系统的凝固点随界面曲率增大而降低的现象,以及气相生长系统的饱和蒸汽压随界面曲率增大而升高的现象。

3.界面控制长大:核心长大过程就是新相界面向母相迁动的过程。当新相和母相成分相同时,界面上母相一侧的原子摆脱母相跨越界面依附到新相中,界面便向母相迁移而导致新相核心长大。这时长大只涉及界面的最近邻的原子过程,不需要原子的长距离扩散,一般称之为“界面控制长大”。例如纯金属的结晶和多型性转变,固态转变中的再结晶和晶粒长大、块型转变和马氏体转变等均为界面控制长大。界面过程的具体机制及难易程度取决于界面的结构以及温度等外界条件。对于凝固相变,根据液/固界面结构的不同,晶核长大机制有连续长大(粗糙型界面)、二维形核和侧向长大(光滑界面)、借助于晶体缺陷长大三种方式。对于固态转变,根据界面两侧原子在界面推移过程中迁动的方式不同,界面过程可以分为热激活和非热激活(athermal)两种。热激活界面过程是在热激活帮助下界面的推移靠单个原子随机地独立地跳越界面而进行(非队列型转变),界面推移速度对温度非常敏感。非热激活界面过程则是靠切变方式使整层母相原子转变为新相(队列型转变)。

4.热激活过程:由于原子的随机热运动,任何特定原子的能量会随着时间而变化,偶尔原子的能量可以达到足够大使其达到热激活状态,这个过程称为热激活过程。

5.异相涨落:指在母体中出现的时隐时现,时此时彼,时大时小,极不稳定的新相排列的小集团。