均勻形核

均勻形核,冶金術語,是指在均勻單一的母相中形成新相結晶核心的過程。

均勻形核是指在均勻單一的母相中形成新相結晶核心的過程。

能量變化

什麼樣的結構起伏能成為結晶的核心?(能量條件\尺寸大小)
形核的實質:晶胚不斷從液態金屬中得到原子而繼續長大。
形核時的能量變化:L—S體積自由能Fv減少;同時新表面形成→表面自由能Fs增加。系統總的自由能變化:
F降低有利於結晶的進行。假設晶胚為球形,半徑為r。那么
△F=-4/3πr3△Gv+4πr2σ
△Gv:單位體積自由能差;σ:單位表面積自由能
在一定條件下,△Gv;σ均為定值。那么△F是關於r的函式。

原理

形成臨界晶核時對應的形核功為臨界均勻形核。當晶胚在臨界半徑形核時,系統的總自由能最高,隨r增大,自由能降低,可以自發進行,但畢竟仍大於零(正值),要形核時必須有一定的能量補償。對應於rk時,△F最大。稱之為臨界形核功△FK表示。△FK=1/3*AK*σ是臨界晶核表面能的1/3。這部分能量靠能量起伏來提供--------晶核可以形成所謂能量起伏是指系統中微小體積所具有的能量,短暫偏離其平均能量的現象。經過近一步的計算有△FK∝1/ΔT2隨ΔT增加,△FK劇烈減少。

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