7 、相变 okppt课件

1、1Chapter 5 phase transformation 第七章第七章2基本概念基本概念相变：指在一定外界条件下，体系中发生的从一相到另一相变：指在一定外界条件下，体系中发生的从一相到另一 相的变化过程。相的变化过程。应用：相变可以控制材料的结构和性质。应用：相变可以控制材料的结构和性质。相变开裂：石英质陶瓷相变开裂：石英质陶瓷相变增韧：相变增韧：1）氧化锆陶瓷）氧化锆陶瓷2）地砖：玻璃态）地砖：玻璃态 “微裂纹扩展微裂纹扩展” 玻璃态晶体态玻璃态晶体态 晶体含量晶体含量 ，强度，强度 狭义相变：过程前后相的化学组成不变，即不发生化学反应。狭义相变：过程前后相的化学组成不变，即不发生化学

2、反应。 如：单元系统中。晶体如：单元系统中。晶体I晶体晶体II广义相变：包括过程前后相组成的变化。广义相变：包括过程前后相组成的变化。3g L (凝聚、蒸发凝聚、蒸发)g S (凝聚、升华凝聚、升华)L S (结晶、熔融、溶解结晶、熔融、溶解)S1 S2 (晶型转变、有序晶型转变、有序-无序转变无序转变)L1 L2 (液体液体)ABC 亚稳分相亚稳分相 (Spinodal分相分相)47 71 1 相变的分类相变的分类一、按热力学分类一、按热力学分类 (P，T) 一级相变和二级相变一级相变和二级相变 一级相变：一级相变：PPTTTTPP 212121 )(-S)(2121SVV 一般类型：晶体的

3、熔化、升华；一般类型：晶体的熔化、升华； 液体的凝固、气化；液体的凝固、气化； 气体气体的凝聚以及晶体中的多数晶型转变等。的凝聚以及晶体中的多数晶型转变等。特特 点：有相变潜热，并伴随有体积改变。点：有相变潜热，并伴随有体积改变。5二级相变二级相变：特点：特点： 相变时两相化学势相等，其一级偏微熵也相变时两相化学势相等，其一级偏微熵也 相等，而二级偏微熵不等。相等，而二级偏微熵不等。 无热效应）无热效应）无体积效应）；无体积效应）；熵连续）；熵连续）；(0()()( ;)()(21212121 PTTPPQVVSSPuPuTuTu)()()()( ;)()(2212222212222212PT

4、uPTuPuPuTuTuTTpp 6（比比热热容容不不等等）2122)()()()(PPPPPCCTCTSTu 为为恒恒温温压压缩缩系系数数）（VPVVVVPVPVPuTTTT1)()()()(2122 为为恒恒压压热热膨膨胀胀系系数数）（VTVVVVTVTVPTuPPpT1)()()()(212 分析：分析：即：即：)(VS2121 21 21等压膨胀系数等压膨胀系数 VS)()(2121热容量热容量等温压缩系数等温压缩系数ppCC T0TC7结论：无相变潜热，无体积的不连续性，只有结论：无相变潜热，无体积的不连续性，只有Cp、 、 的不连续。的不连续。 有居里点或有居里点或 点点 (二级相

5、变的特征点二级相变的特征点)普遍类型：一般合金有序无序转变、铁磁性顺磁性普遍类型：一般合金有序无序转变、铁磁性顺磁性 转变、超导态转变等。转变、超导态转变等。二级相变二级相变：特点：特点： 相变时两相化学势相等，其一级偏微熵也相变时两相化学势相等，其一级偏微熵也 相等，而二级偏微熵不等。相等，而二级偏微熵不等。 8特例特例混合型相变混合型相变：特点：特点： 同时具有一级相变同时具有一级相变 和二级相变的特征和二级相变的特征例如：压电陶瓷例如：压电陶瓷BaTiO3有居里点，理论上是有居里点，理论上是二级相变，但是二级相变，但是也有较小的也有较小的相变潜热。相变潜热。 二级相变实例二级相变实例 9

6、*二、按相变方式分类二、按相变方式分类 成核长大型相变：由程度大，但范围小的浓度起伏开始发生成核长大型相变：由程度大，但范围小的浓度起伏开始发生 相变，并形成新相核心。如结晶釉。相变，并形成新相核心。如结晶釉。 连续型相变连续型相变(不稳分相不稳分相)：由程度小，范围广的浓度起伏连续长：由程度小，范围广的浓度起伏连续长 大形成新相。大形成新相。 如微晶玻璃。如微晶玻璃。 三、按质点迁移特征分类三、按质点迁移特征分类 扩散型：有质点迁移。扩散型：有质点迁移。 无扩散型：在低温下进行，如：同素异构转变、马氏体转变无扩散型：在低温下进行，如：同素异构转变、马氏体转变 ZrO2 有三种晶型：单斜有三种

7、晶型：单斜ZrO2 ，四方，四方ZrO2和立方和立方ZrO2 其转变关系：单斜其转变关系：单斜ZrO2 四方四方ZrO2 立方立方ZrO2 1200 2300100010四、按成核特点分类四、按成核特点分类 均质转变：发生在单一均质中。均质转变：发生在单一均质中。 非均质转变：有相界面存在。非均质转变：有相界面存在。五、按成分、结构的变化分五、按成分、结构的变化分 重构式转变重构式转变 位移式转变位移式转变马氏体转变特点：马氏体转变特点：1）相变前后存在习性平面）相变前后存在习性平面和晶面定向关系。和晶面定向关系。2）快速。可达声速）快速。可达声速3）无扩散）无扩散4）无特定温度：）无特定温度

8、： 温度段。温度段。11玻璃相变玻璃相变分相分相析晶析晶体积析晶体积析晶表面析晶表面析晶不均匀成核不均匀成核均匀成核均匀成核亚稳分相亚稳分相1272 析晶析晶一、析晶相变过程的热力学一、析晶相变过程的热力学 1、相变过程的不平衡状态及亚稳区、相变过程的不平衡状态及亚稳区说明：阴影区为亚稳区说明：阴影区为亚稳区原因：当发生相变时，是以微小液滴或晶粒出现，由于颗粒很小，因此其饱和蒸汽压和溶原因：当发生相变时，是以微小液滴或晶粒出现，由于颗粒很小，因此其饱和蒸汽压和溶解度解度平面态蒸汽压和溶解度，在相平衡温度下，这些微粒还未达到饱和而重新蒸发和溶平面态蒸汽压和溶解度，在相平衡温度下，这些微粒还未达到

9、饱和而重新蒸发和溶解。解。结论结论a、亚稳区具有不亚稳区具有不平衡状态。平衡状态。b、在亚稳区要产生新相必须在亚稳区要产生新相必须 过冷。过冷。c、当加入杂质，可在亚稳区当加入杂质，可在亚稳区 形成新相，此时亚稳区形成新相，此时亚稳区 缩小。缩小。 TPABOCDEP气相固相亚稳区液相13 在等在等T，P下，下， G HT S HT S0 S H/T0 G=02、相变过程推动力、相变过程推动力 GT，P 0 (1) 温度条件温度条件0ST HG G 0 H， S不随不随T变化变化0000TTH.)TH(THT.H TTG讨论：讨论： a. 若过程放热，若过程放热， H0，即即T 0,则则 T

10、T0，必须过必须过热。热。结论：相变推动力可表示为过冷度结论：相变推动力可表示为过冷度( T)。14(2) 相变过程的压力和浓度条件相变过程的压力和浓度条件 ：饱饱和和蒸蒸汽汽压压过过饱饱和和蒸蒸汽汽压压0:0lnPPPPRTG CCRT.ln00 ：饱饱和和溶溶液液浓浓度度：过过饱饱和和溶溶液液浓浓度度CCCCRTG总结：总结： 相变过程的推动力应为相变过程的推动力应为 过冷度、过饱和浓度、过饱和蒸汽压。过冷度、过饱和浓度、过饱和蒸汽压。153、晶核形成条件、晶核形成条件(1) 成核：成核： 长大长大 消失消失由晶核半径由晶核半径 r 与与 rK 比较可知比较可知临界晶胚半径：新相可以长大而

11、不消失的最小晶胚半径临界晶胚半径：新相可以长大而不消失的最小晶胚半径(2)推导推导 rK 假定在假定在T0时，时， 相相 相相 系统自由焓的变化系统自由焓的变化 G G1 G2 V. GVA. 假定晶核为球形假定晶核为球形 4/3. r3n. GV4 r2.n. 表面积表面积界面能界面能160TTH. VG .4.3420321nrTTHnrGGG 对于析晶对于析晶 0结论：晶核较小时第二相占优势，晶核较大时第一相占优势结论：晶核较小时第二相占优势，晶核较大时第一相占优势.rKr G0求曲线的极值来确定求曲线的极值来确定 rK。即即0)( rG0.8.420 rnrTTHn VKGTHTr 2

12、.2017 GT3T2T1 G2- G1+0-rK rK r结论：结论： 1、rK是临界晶胚半径。是临界晶胚半径。 rK愈小，愈易形成愈小，愈易形成新相。新相。 2、 rK与温度关系。要发生相变必须与温度关系。要发生相变必须 过冷。过冷。TT0时，时， T愈小，愈小， rK愈大，越不易形成新愈大，越不易形成新相。相。 (熔体析晶，一般熔体析晶，一般rK 10100nm) 3、 影响影响rK的因素分析。的因素分析。 VKGTHTr 2.20内因内因外因外因184、由、由 rK计算系统中单位体积的自由焓变化。计算系统中单位体积的自由焓变化。VKGTHTr 2.202222032K1K131).16

13、(31GGTGATHTnGKKK 结论：结论：1）要形成临界半径大小的新相，需作的功等于新相界面能的）要形成临界半径大小的新相，需作的功等于新相界面能的1/3。2）过冷）过冷度越大系统临界自由焓变化愈小，即成核位垒愈小，相变过程越容易进行。度越大系统临界自由焓变化愈小，即成核位垒愈小，相变过程越容易进行。系统内能形成系统内能形成rK大小的粒子数大小的粒子数nK关系关系:)exp(kTGnnKK 结论：结论： GK愈小，具有临界半径愈小，具有临界半径rK的粒子数愈多，越易发生相变。的粒子数愈多，越易发生相变。19二、析晶相变过程的动力学二、析晶相变过程的动力学1、晶核形成过程动力学、晶核形成过程

14、动力学晶核形成：均匀成核晶核形成：均匀成核 非均匀成核：较常见。非均匀成核：较常见。 (1). 均匀成核组成一定，熔体均匀一相均匀成核组成一定，熔体均匀一相，在，在T0温度下析晶，温度下析晶，发生在整个熔体内部，析出物质组成与熔体发生在整个熔体内部，析出物质组成与熔体一致。一致。临界晶核临界晶核)/exp(.n )/exp(.K0RTGnRTGKm 且且 KVnI.ni 成核速率成核速率原子与晶核碰撞频率原子与晶核碰撞频率临界晶核数临界晶核数临界晶核周围原子数临界晶核周围原子数迁移活化能迁移活化能20DPRTGRTGBRTGRTGnnImKmKiV.)exp().exp()exp().exp(

15、.0 P：受核化位垒影响的成核率因子受核化位垒影响的成核率因子D：受原子扩散影响的成核率因子受原子扩散影响的成核率因子讨论：讨论：T 对对 IV 的影响。的影响。TIVPDIV)exp(RTGBPK )exp(RTGDm DPIV. 分析：分析：IV为何出现最大值？为何出现最大值？21(2). 非均匀成核有外加界面参加的成核。非均匀成核有外加界面参加的成核。 原因：成核基体存在降低成核位垒，有利于成核。原因：成核基体存在降低成核位垒，有利于成核。 成核剂成核剂(M)固体核固体核液体液体 L S L M SM )(.* fGGKK 4)cos1)(cos2()(2 f润湿润湿 0900 10 0

16、1/2 (01/2)KG 不润湿不润湿 9001800 0(-1) 1/21 (1/21)KG cos f( ) *KG 非均匀成核临界成核位垒非均匀成核临界成核位垒 与接触角与接触角 的关系。的关系。*KG 较小的过冷较小的过冷度即可以成度即可以成核核22非均匀成核速率非均匀成核速率Is：)exp(*RTGGBIMKSS 结论：结论： 容容易易进进行行。，所所以以非非均均匀匀成成核核析析晶晶KKGG *. 12. 润湿的非均匀成核位垒低于非润湿的，因而润湿更易成核。润湿的非均匀成核位垒低于非润湿的，因而润湿更易成核。应用应用 2.结晶釉：在需要的地方点上氧化锌晶种。结晶釉：在需要的地方点上氧

17、化锌晶种。3.油滴釉：在气泡的界面易析出含油滴釉：在气泡的界面易析出含Fe3+的微晶。的微晶。1.过饱和溶液在容器壁上的析晶。过饱和溶液在容器壁上的析晶。4. 结构缺陷处成核并生长：如螺位错成核生长。结构缺陷处成核并生长：如螺位错成核生长。232、晶体生长过程动力学、晶体生长过程动力学 1）晶体理想生长过程速率）晶体理想生长过程速率u 影响影响 u 的因素：温度的因素：温度(过冷度过冷度)和浓度和浓度(过饱和度过饱和度)等。等。晶体稳定位置晶体稳定位置液体稳定位置液体稳定位置G q .距离距离能能量量质点由液相向固相迁移的速率：质点由液相向固相迁移的速率：)exp(0RTqnQSL 质点由固相

18、向液相迁移的速率：质点由固相向液相迁移的速率：)exp(0RTqGnQLS 质点由液相向固相迁移的净速率：质点由液相向固相迁移的净速率：)exp(1)exp(n0RTGRTqQ 24线性生长速率线性生长速率 nBRTqTTHG )/exp(/00)exp(1)exp(n0RTGRTqQu 界面层的厚度界面层的厚度25讨论：讨论：a. 当当T T0，即即 T0， GRT，则，则20RTTHBu 。，即说明在高温阶段，即说明在高温阶段， uT,Tub. 当当TRT,此时此时 Bu 此时，生长速率达极大值，一般约在此时，生长速率达极大值，一般约在10-5cm/s范围。范围。线性生长速率线性生长速率

19、)exp(1)exp(1.0RTGBRTTTHBu 26T logu出现峰值原因：出现峰值原因： 高温阶段主要由液相变成晶相的速率控制，增大高温阶段主要由液相变成晶相的速率控制，增大 T 对此过程有利，故对此过程有利，故 u 增大。增大。 低温阶段主要由相界面扩散控制，低温不利于扩低温阶段主要由相界面扩散控制，低温不利于扩散，故散，故 u 降低。降低。272）实际晶体的螺位错生长机构）实际晶体的螺位错生长机构利用反差显微镜等光学技术，可观察到晶体生长过程不是简单的在晶面上层层利用反差显微镜等光学技术，可观察到晶体生长过程不是简单的在晶面上层层添加，而是绕着一个垂直于晶体的轴螺旋长大的。绕着轴在

20、晶面一圈一圈地生添加，而是绕着一个垂直于晶体的轴螺旋长大的。绕着轴在晶面一圈一圈地生长，这个成长中心是一个螺旋位错，垂直于成长晶体的表面。长，这个成长中心是一个螺旋位错，垂直于成长晶体的表面。28U （T）2 螺位错生长示意图螺位错生长示意图 )exp(.0224kTGunVRTTSSLi 29针状莫来石晶体的螺位错生长针状莫来石晶体的螺位错生长实例实例1 130碳化硅晶体的螺位错生长碳化硅晶体的螺位错生长实例实例2 2313、总结晶速率、总结晶速率 表示方法：表示方法：的的关关系系式式。 t VV 推导：推导：相相相相 t=0 V 0t= V =V-V V 在在 dt 时间内形成新相的粒子数

21、时间内形成新相的粒子数 dtVN VI假设新相为球状，生长速率假设新相为球状，生长速率u 为常数，在为常数，在dt 时间形成新相体积为时间形成新相体积为3)(34.utdtVIVNdVV 转变初期转变初期 V VVdtItudVV3334 32在在 t 时间内产生的新相的体积分数时间内产生的新相的体积分数 tVdttuIVV03334 假设假设 IV、u 与与 t 无关。无关。4331tuIVVV 校正：校正：(1) 阿弗拉米对相变动力学方程作了适当的校正，导出公式阿弗拉米对相变动力学方程作了适当的校正，导出公式31exp-143tuIVVV 在相变初期，转化率较小时，在相变初期，转化率较小时

22、，4331tuIVVV (2) 考虑时间对两个速率的影响，导出的关系式为考虑时间对两个速率的影响，导出的关系式为)exp(1nktVV n:阿弗拉米指数阿弗拉米指数33)exp(1nktVV 讨论：讨论：(1) 当当IV随随 t 减少时，减少时，3 n 4 (2) 当当IV随随 t 增大时，增大时，n 4阿弗拉米方程的用途：研究属于扩散控制的转变阿弗拉米方程的用途：研究属于扩散控制的转变 蜂窝状转变，如：多晶转变。蜂窝状转变，如：多晶转变。相转变的条件相转变的条件n非扩散控制的转变（蜂窝状转变）非扩散控制的转变（蜂窝状转变）3仅结晶开始时成核 恒速成核 加速成核44在结晶开始时成核及在晶粒棱上

23、继续成核2在结晶开始时成核及在晶粒界面上继续成核134转变三阶段：转变三阶段： 诱导期诱导期 (IV 影响较大影响较大) 自动催化期自动催化期 ( u 影响较大影响较大) 相变后期，转化率达相变后期，转化率达100。 相转变的条件相转变的条件n扩散控制的转变扩散控制的转变在结晶开始时，就在成核粒子上开始晶体长大1.5成核粒子开始晶体长大就以恒速进行2.5有限大小的孤立板片状或针状晶体的长大1板片状晶体在晶棱接触后板片厚度才增厚0.5354、析晶过程、析晶过程TuIVuIVA BIv u 图 1 熔体的成核速度(Iv)与晶体生长速度(u)曲线 温度Iv u 图2 对应的烧成曲线时间温度应用举例应

24、用举例36Ivua温度速度b成核与生长温度时间温度Ivuc温度速度d成核温度生长温度时间温度37ABC5、影响析晶能力的因素、影响析晶能力的因素 (1) 熔体的组成熔体的组成 从相图分析结论从相图分析结论 ：从降低熔制温：从降低熔制温度和防止析晶的角度出发，玻璃的度和防止析晶的角度出发，玻璃的组分应考虑多组分，并且其组成应组分应考虑多组分，并且其组成应尽量选择在相界线尽量选择在相界线 或共熔点附近。或共熔点附近。 38001THH相变热；相变热； T0熔点；熔点； 0熔点时的粘度。熔点时的粘度。（H/T01/0）值越大，系统析晶能力越强。）值越大，系统析晶能力越强。析晶能力可由反映系统本身性质

25、的参数表示。析晶能力可由反映系统本身性质的参数表示。39(2) 熔体的结构熔体的结构 熔体的析晶能力的两个主要决定因素：熔体的析晶能力的两个主要决定因素：熔体结构网络断裂程度熔体结构网络断裂程度 (碱金属含量高碱金属含量高)熔体中所含网络变性体及中间体的作用熔体中所含网络变性体及中间体的作用 (含量不多含量不多)粘度小粘度小扩散作用强扩散作用强有利于原子的定向排列有利于原子的定向排列有利于析晶有利于析晶碱金属含量高碱金属含量高40(3) 界面情况界面情况 相分界面是熔体析晶的必要条件。相分界面是熔体析晶的必要条件。1）分相为釉熔体形成晶核提供推动力41例如：铁红釉例如：铁红釉3）分相使其中的一

26、相某物质浓度更大）分相使其中的一相某物质浓度更大4）分相的界面为析晶提供有利部位）分相的界面为析晶提供有利部位5）分相后其中的一相具有比均匀母相更大的原子迁移率）分相后其中的一相具有比均匀母相更大的原子迁移率A：贫铁区B：富铁区C：贫铁区D: 结晶晶体2）分相使分解的液相比原始相更接近化学计量）分相使分解的液相比原始相更接近化学计量42(4) 外加剂外加剂 作用机理：在晶核表面引起不规则性作用机理：在晶核表面引起不规则性(相当于晶核作相当于晶核作 用用)增加界面处的流动度增加界面处的流动度应用：合成陶瓷颜料晶体时常应用：合成陶瓷颜料晶体时常 加入少量矿化剂加入少量矿化剂437-3 玻璃的分相玻

27、璃的分相 MgO-SiO2系统中富系统中富 SiO2部分的不混溶区部分的不混溶区()组成组成 wt.%（一）在液相线以上出现的相分离现象（一）在液相线以上出现的相分离现象 在在T1温度为均匀熔体；在温度为均匀熔体；在T2温度，原始温度，原始组成组成C0分为二相分为二相C和和C。一液相的不混溶现象一液相的不混溶现象玻璃分相玻璃分相一个均匀的玻璃相在一定温度和组成范围内有可能分成二个互不溶解或部分一个均匀的玻璃相在一定温度和组成范围内有可能分成二个互不溶解或部分溶解的玻璃相，并相互共存。溶解的玻璃相，并相互共存。44（二）在液相线以下出现的相分离现象（二）在液相线以下出现的相分离现象： Na2O-

28、SiO2系统分相区系统分相区组成在组成在c1点，在点，在T1温度时析出颗粒状的温度时析出颗粒状的富富SiO2相；相；组成在组成在c3点，在点，在T1温度时，析出富温度时，析出富Na2O相。相。Na2O-SiO2二元系统液相线以下的分相区。二元系统液相线以下的分相区。在在TK温度以上，任何组成是单一均匀的液相；在温度以上，任何组成是单一均匀的液相；在TK温度以下该区分为亚稳定区和不稳温度以下该区分为亚稳定区和不稳定区。定区。1亚稳定区（成核亚稳定区（成核-生长区）生长区）452不稳区（不稳区（Spinodale区）区）富Si相富Na相(C)(B)组成在组成在c2点，在点，在T1温度时，熔体通过浓

29、度温度时，熔体通过浓度的波形起伏迅速分解为二个不混溶的相。的波形起伏迅速分解为二个不混溶的相。相界面开始是弥散的，随后界面逐渐明显相界面开始是弥散的，随后界面逐渐明显。相的成分在不断变化，直至达到平衡相的成分在不断变化，直至达到平衡。析出的第二相在母相中互相贯通、。析出的第二相在母相中互相贯通、连续。连续。 463亚稳定区与不稳区分相的特点亚稳定区与不稳区分相的特点图图8-18 浓度剖面示意图浓度剖面示意图(A)成核生长；成核生长；(B)不稳分解不稳分解(B)(A)早期早期中期中期最后最后距离距离（4）分出的第二相始终有显）分出的第二相始终有显著的界面。著的界面。1）亚稳定区分相）亚稳定区分相

30、（1）分相属于成核）分相属于成核-生长机理；生长机理；（2）质点由高浓度区向低浓度区扩散）质点由高浓度区向低浓度区扩散,属于正扩散；属于正扩散；（3）分相开始时浓度变化程度大而范围小，第二相成分不随时间变化；）分相开始时浓度变化程度大而范围小，第二相成分不随时间变化；47 2）不稳区分相，）不稳区分相， (Spinodale区）区）（1）分相属于浓度波动起伏机理；）分相属于浓度波动起伏机理；（2）分相开始时浓度变化程度小而范围大；）分相开始时浓度变化程度小而范围大；（3）相变早期类似组成波的生长，出现质点由低浓度区向高浓度区）相变早期类似组成波的生长，出现质点由低浓度区向高浓度区的负扩散（爬坡

31、扩散）；的负扩散（爬坡扩散）；（4）第二相浓度随时间而持续变化直至达到平衡成分。）第二相浓度随时间而持续变化直至达到平衡成分。(B)早期早期中期中期最后最后距离距离48二二Spinodale分解机理简介分解机理简介022CG022CGNa2O-SiO2系统在系统在T1时的自由能时的自由能(G)-组成组成(C)曲线，曲线由二条正曲率曲线和一条负曲曲线，曲线由二条正曲率曲线和一条负曲率曲线组成率曲线组成 ； ； ；G-C曲线上有一条公切线曲线上有一条公切线。 022CG49G-C曲线分析：曲线分析：1组成在组成在75mol%SiO2与与C之间，存在富之间，存在富Na2O单相均匀熔体；单相均匀熔体；

32、位于位于C与与100mol% SiO2之间，富之间，富SiO2相均匀熔体存在。相均匀熔体存在。2组成在组成在CCE，CFC之间，之间，G-C有公切线有公切线存在，熔体分成存在，熔体分成C与与C二相比单二相比单相存在的自由能更低。相存在的自由能更低。在该组成区域内，对于任一组成点，发生较大的在该组成区域内，对于任一组成点，发生较大的组成波动，组成波动，G。即介稳区的成核过程。即介稳区的成核过程。 503当组成点在当组成点在E和和F点上，点上， = 0。此点是亚稳和不稳分相区的转折点。22/ CG 4组成在组成在CECF之间，由于之间，由于 ，是热力学不稳定区。，是热力学不稳定区。如组成如组成C2

33、，由于，由于GC2 GC2,能量上差异很大，分相动力学障碍小，分相很易进行；能量上差异很大，分相动力学障碍小，分相很易进行；022CG在该组成区域内，对于任一组成点，任何组成波动都会使系统在该组成区域内，对于任一组成点，任何组成波动都会使系统G ，即不稳区的，即不稳区的Spinodale分解。分解。 5122/ CG 22/ CG （1）当 0时，系统对微小的组成起伏是亚稳的，熔体分相需克服一定的势垒才能形成稳定的晶核，即分相属于成核-生长机理。如果系统的能量起伏不足以克服该势垒，则不分相而呈亚稳态；（2）当 0 0成分成分第二相组成不随时间变化第二相组成不随时间变化第二相组成随时间连续向两个

34、极端组第二相组成随时间连续向两个极端组成变化，直至达到平衡组成成变化，直至达到平衡组成形貌形貌第二相分离成孤立的球形颗粒第二相分离成孤立的球形颗粒第二相分离成具有高度连续性的非球第二相分离成具有高度连续性的非球形颗粒形颗粒有序有序颗粒尺寸和位置在母相中是无序的颗粒尺寸和位置在母相中是无序的第二相分布在尺寸上和间距上均有规第二相分布在尺寸上和间距上均有规则则界面界面在分相开始界面有突变在分相开始界面有突变分相开始界面是弥散的逐渐明显分相开始界面是弥散的逐渐明显能量能量分相需要势垒分相需要势垒分相不存在势垒分相不存在势垒扩散扩散正扩散正扩散负扩散负扩散时间时间分相所需时间长，动力学障碍大分相所需时间长，动力学障碍大分相所需时间短，动力学障碍小分相所需时间短，动力学障碍小22/ CG 22/ CG 53三、分相范围及分相实质三、分相范围及分相实质1、 亚稳分相区范围：自由焓组成曲线的各切点轨迹相连范围；亚稳分相区范围：自由焓组成曲线的各切点轨迹相连范围； 不稳分相区：各曲线的拐点轨迹相连的范围。不稳分相区：各曲线的拐点轨迹相连的范围。Na2OS