相变材料科学基础课件08

1、Chapter 8 phase transformation 第第八八章章 相相变变基本概念基本概念相变相变：指在一定外界条件下，体系中发生的从：指在一定外界条件下，体系中发生的从一相到另一一相到另一 相相的变化过程。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。相变开裂相变开裂：石英质陶瓷：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 狭义相变狭义相变：过程前后相的化学组成不变，即不发生化学反应。：过程前后相的化学组成不变，即不发生

2、化学反应。 如：单元系统中。晶体如：单元系统中。晶体I晶体晶体II广义相变广义相变：包括过程前后相组成的变化。：包括过程前后相组成的变化。g 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)8 81 1 相变的分类相变的分类一、按一、按热力学热力学分类分类 (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：晶体的熔

3、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； 气体的凝聚以及晶体中的多数晶型转变等。气体的凝聚以及晶体中的多数晶型转变等。特特 点：点：有相变潜热，并伴随有体积改变有相变潜热，并伴随有体积改变。即：即：)(VS2121 21 21等等压压膨膨胀胀系系数数 VS)()(2121热容量热容量等温压缩系数等温压缩系数ppCC 结论结论：无相变潜热，无体积的不连续性，只有：无相变潜热，无体积的不连续性，只有Cp、 、 的不连续。的不连续。 有有居里点居里点或或 点点 (二级相变的特征点二级相变的特征点)普遍类型普遍类型：一般合金有序无序转变、铁磁性顺磁性转变、超：一般合

4、金有序无序转变、铁磁性顺磁性转变、超 导态转变等。导态转变等。二级相变二级相变：特点：特点： 相变时两相相变时两相化学势相等化学势相等，其一级偏微熵也其一级偏微熵也 相等，而二级偏微熵相等，而二级偏微熵不等不等。 T0TC特例特例混合型相变混合型相变：特点：特点： 同时具有同时具有一级相变一级相变 和二级相变和二级相变的特征的特征例如：压电陶瓷例如：压电陶瓷BaTiO3有有居里点，理论上是居里点，理论上是二级相二级相变，但是变，但是也有较小的也有较小的相变潜相变潜热。热。 二级相变二级相变实例实例 *二二、按、按相变相变方式分类方式分类 成核长大型相变成核长大型相变：由程度大，但范围小的浓度起

5、伏开始发生：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。相变，并形成新相核心。如结晶釉。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、按三、按质点迁移质点迁移特征分类特征分类 扩散型扩散型：有质点迁移。：有质点迁移。 无扩散型无扩散型：在低温下进行，如：同素异构转变、马氏体转变：在低温下进行，如：同素异构转变、马氏体转变四、按四、按成核特点成核特点分类分类 均质转变均质转变：发生在单一均质中。：发生在单一均质中。 非均质转变非均质转变：有相界面存在

6、。：有相界面存在。五、按五、按成分、结构成分、结构的变化分的变化分 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）相变前后存在习性平面和晶面定向性平面和晶面定向关系。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： 温度段温度段。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82 析晶析晶一、析晶相变过程的一、析晶相变过程的热力热力学学 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ATPP/ZVOXBCDEgsL说明说明：

7、阴影区为：阴影区为亚稳区亚稳区原因原因：当发生相变时，是以微小液滴或晶粒出现，由于颗粒很小，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因此其饱和蒸汽压和溶解度平面态蒸汽压和溶解度，在相平衡温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解。度下，这些微粒还未达到饱和而重新蒸发和溶解。结论结论a、亚稳区具有不平衡状态。、亚稳区具有不平衡状态。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。 在等在等T，P下，下， G

8、 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 T0，必须过热。必须过热。结论：结论：相变推动力可表示为过冷度相变推动力可表示为过冷度( T)。(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

9、总结总结： 相变过程的推动力应为相变过程的推动力应为 过冷度过冷度、过饱和浓度过饱和浓度、过饱和蒸汽压过饱和蒸汽压。3、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临界晶胚半径：新相可以长大而不消失的最小晶胚半径：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0TTH. VG .4.3420321nrT

10、THnrGGG 对于析晶对于析晶 0结论结论：晶核较小时第二相占优势，晶核较大时第一相占优势：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 2.20 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愈小愈小，愈易形成新相。，愈易形成新相。 2、 rK与温度关系。要发生相变与温度关系。要发生相变必须必须 过冷。过冷。TT0时，时， T愈小，愈小， rK愈大，越不易形成新相。愈大，越不易形成新相。 (熔体析晶，一般熔

11、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4、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(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）要形成临界半径大小的新相，需作的功等于新相界面能的面能的1/3。2）过冷度越大系统临界自由焓变化愈小，即成）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。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

12、子数大小的粒子数nK关系关系:)exp(RTGnnKK 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，越易发的粒子数愈多，越易发生相变。生相变。二、析晶相变过程的二、析晶相变过程的动力学动力学1、晶核形成过程动力学、晶核形成过程动力学晶核形成：晶核形成：均匀成核均匀成核 非均匀成核非均匀成核：较常见。：较常见。 (1). 均匀成核均匀成核组成一定，熔组成一定，熔体均匀一相，在体均匀一相，在T0温度下析晶，温度下析晶，发生在整个熔体内部，析出物质发生在整个熔体内部，析出物质组成与熔体一致。组成与熔体一致。临界晶核临界晶核)/exp(.n )/exp(.K0RTGnRTGK

13、m 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DPRTGRTGBRTGRTGnnImKmKiV.)exp().exp()exp().exp(.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？(2). 非均匀成核非均匀成核有外加界面参加的成核。有外加界面参加的

14、成核。 原因：成核基体存在原因：成核基体存在降低成核位垒降低成核位垒，有利于成核。，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 01/2 (01/2)KG 不润湿不润湿 9001800 0(-1) 1/21 (1/21)KG cos f( ) *KG 非均匀成核非均匀成核临界成核位垒临界成核位垒 与接触角与接触角 的关系。的关系。*KG 较小的过较小的过冷度即可冷度即可以成核以成核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。

15、，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。应应用用 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。2、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：的

16、因素：温度温度(过冷度过冷度)和和浓度浓度(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质点由液相向固相液相向固相迁移的速率：迁移的速率：)exp(0RTqnQSL 质点由质点由固相向液相固相向液相迁移的速率：迁移的速率：)exp(0RTqGnQLS 质点由质点由液相向固相液相向固相迁移的迁移的净净速率：速率：)exp(1)exp(n0RTGRTqQ 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讨论：讨论：a. 当当T T0，即，即 T0， GR

17、T，则，则20RTTHBu 。，即即说说明明在在高高温温阶阶段段， uT,Tub. 当当TRT,此时此时 Bu 此时，生长速率达此时，生长速率达极大值极大值，一般约在，一般约在10-5cm/s范围。范围。线性生长速率线性生长速率 )exp(1)exp(1.0RTGBRTTTHBu T 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高温阶段主要由液相变成晶相的速率控制，增大率控制，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，低温阶段主要由相界面扩散控制，低温不利于扩散，故低温不利于扩散，故 u 降低。降低。2）实际晶体的螺位错生

18、长机构）实际晶体的螺位错生长机构U （T）2 螺位错生长示意图螺位错生长示意图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 1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 23、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 VVdtItud

19、VV3334 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，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)exp(1nktVV 讨论讨论：(1) 当当IV随随 t 减少时，减

20、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：阿弗拉米方程的用途：研究属于扩散控制的转变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。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。 4、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用举例Ivu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

21、度时间温度ABC5、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 从相图分析从相图分析结论结论 ：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，玻璃的组分应考虑组分应考虑多组分多组分，并且其组成应，并且其组成应尽量选择在尽量选择在相界线相界线 或共熔点附近或共熔点附近。 (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

22、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(3) 界面情况界面情况 相分界面相分界面是熔体析晶的必要条件。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 例如：铁红釉例如：铁红釉3）分相使其中的一相某物质浓度更大）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

23、量(4) 外加剂外加剂 作用机理作用机理：在晶核表面引起不规则性：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8 83 3 玻璃的分相玻璃的分相内容内容：一、相图的热力学推导一、相图的热力学推导二、分相现象与驼峰曲线二、分相现象与驼峰曲线三、两种分相机理三、两种分相机理四、分相范围及分相实质四、分相范围及分相实质五、分相对材料性质的影响及分相应用五、分相对材料性质的影响及分相应用一、相图的热力学推导一、相图的热力学推导 推导步骤：推导步骤： 1、任取一温度，假定体系

24、可能以多种方式存在；、任取一温度，假定体系可能以多种方式存在； 2、计算每一、计算每一 种方式的种方式的自由能组成自由能组成曲线；曲线； 3、比较它们的自由能，其、比较它们的自由能，其自由能最小自由能最小的存在方式就是相图中实的存在方式就是相图中实际存在的情况；际存在的情况； 4、在所有温度下重复上述工作。、在所有温度下重复上述工作。 (一一) 自由焓组成曲线自由焓组成曲线 二元系统可能存在的状态二元系统可能存在的状态LL+AB+LA+BABa、液相、液相b、固相、固相(包括两固相并存包括两固相并存)c、连续固溶体、连续固溶体d、部分溶固溶体、部分溶固溶体e、液相和纯固相共存、液相和纯固相共存

25、f、液相和固溶体共存、液相和固溶体共存1、二元系统自由焓的计算、二元系统自由焓的计算)X()()(B、固固固固ABAXSBXAX 由物化知识可得由物化知识可得EmImGG 讨论讨论：在一定温度下：在一定温度下出出现现正正偏偏差差；表表示示体体系系相相对对理理想想状状态态则则若若, 0G , 1 Emi 出出现现负负偏偏差差表表示示体体系系相相对对理理想想状状态态若若, 0G 1 Emi )X()()(B、液液液液ABAXLBXAX 理想混合自由能理想混合自由能混合过剩自由混合过剩自由能能)lnln()lnln()lnln(BBAABBAABBAAmXXRTXXXXRTXXRTG A=XAA活度

26、系数活度系数2、二元溶液自由焓组成曲线性态、二元溶液自由焓组成曲线性态BABAPTAmRTXXRTXG lnln)(, )lnln()lnln()lnln(BBAABBAABBAAmXXRTXXXXRTXXRTG )lnln1()(,22AABAPTAmXXXRTXG 讨论：讨论： (1) 两组分端点区域两组分端点区域 0,|)(AXPTAmXG 1,|)(AXPTAmXG此时自由焓曲线总是下此时自由焓曲线总是下凹凹。(2) 非端点区域非端点区域 此时曲线随体系此时曲线随体系过剩自由焓过剩自由焓正负和大小不同而不同。正负和大小不同而不同。EmImmGGG )lnln()lnln(BBAABBA

27、AmXXRTXXXXRTG 当当 i0，如曲线，如曲线2；当当 i1 ，体系出现，体系出现正正偏差，二偏差，二 阶导数可正可负。如曲线阶导数可正可负。如曲线3或或4。SX SX Gm21345ABXB0)lnln1()(,22AABAPTAmXXXRTXG 分析曲线分析曲线40+-mG ABEWMNFDGydxez结论结论：在自由焓组成曲线上有：在自由焓组成曲线上有驼峰驼峰形状存在，说明有形状存在，说明有亚稳相存在。亚稳相存在。(二二)、自由焓、自由焓-组成曲线相互关系的确定组成曲线相互关系的确定 1、计算任一温度下系统中可能出现各相自由焓组成曲线，、计算任一温度下系统中可能出现各相自由焓组成

28、曲线， 2、确定在、确定在同一同一自由焓组成自由焓组成坐标中的位置关系；坐标中的位置关系； 3、根据系统、根据系统自由焓最低原理自由焓最低原理与与相平衡化学位相等相平衡化学位相等原则，确定原则，确定 各相间的平衡关系。各相间的平衡关系。ABSLS0L0SX LX Gm| GfA| GfB|(三三)、从自由焓组成曲线推导相图举例、从自由焓组成曲线推导相图举例 A:（固态部分互溶相图）（固态部分互溶相图） 六原则六原则： 1、体系每一相都有一条自由能曲线，每条曲线曲线有一对应、体系每一相都有一条自由能曲线，每条曲线曲线有一对应 方程，此相有一定位置，在一定温度、压力下，会根据其方程，此相有一定位置

29、，在一定温度、压力下，会根据其 自由焓大小，判断是否存在，自由焓大小，判断是否存在，若其自由焓最低，表示为最若其自由焓最低，表示为最 稳定相；稳定相； 2、两条自由焓组成曲线不相交，表示在某温度下只有单相存在、两条自由焓组成曲线不相交，表示在某温度下只有单相存在 3、若曲线、若曲线相交相交，必然存在一条，必然存在一条公切线公切线，两个切点组成表示在此，两个切点组成表示在此温度下平衡相的组成点；温度下平衡相的组成点； 4、若曲线相交，则在交点处，表示同组成的两相的相平衡；、若曲线相交，则在交点处，表示同组成的两相的相平衡； 5、三条自由焓组成曲线、三条自由焓组成曲线依次相交依次相交，存在，存在两

30、条公切线两条公切线，有两对，有两对 平衡线，切点对应组成分别表示其平衡相组成；平衡线，切点对应组成分别表示其平衡相组成； 6、三条自由能组成曲线，、三条自由能组成曲线，只有一条公切线只有一条公切线，三个切点对应组，三个切点对应组 成表示三个平衡相组成。成表示三个平衡相组成。 ABL T6aGABT5 Lc d bGABT4L efghGAB LjklT3GABT2L mnGABT6T5T4T3T2abc de f g h jklmnT L L B:B:低共熔型相图低共熔型相图ABA+BA+LB+LT1T2ABA+LT1La0LABa0Lb补充补充：下图是具有玻璃分相的相图，请绘出：下图是具有玻

31、璃分相的相图，请绘出T1、T2温度下的自由能温度下的自由能-组成曲线的大致形状。组成曲线的大致形状。T1T2TA BA+BA+LB+LLLAT1T2TA BA+BA+LB+LLLAB二、分相现象二、分相现象 玻璃的分相玻璃的分相定义：在高温时是均匀的玻璃态物质，冷却至一定温定义：在高温时是均匀的玻璃态物质，冷却至一定温度范围内，有可能分解成两种或更多种互不溶解度范围内，有可能分解成两种或更多种互不溶解(或部分溶解或部分溶解)的液的液相相(或玻璃相或玻璃相)的现象。的现象。 稳定分相稳定分相：分相线和液相线相交：分相线和液相线相交(或或分相区在液相线上分相区在液相线上)，分相后，分相后两相均为热

32、力学的稳定相。两相均为热力学的稳定相。 例如：例如：MgO-SiO2MgSiO3SiO2 亚稳分相亚稳分相：分相线在液相线以下，：分相线在液相线以下， 分相后两相均为热力学分相后两相均为热力学介稳相介稳相。 (液相线常呈倒液相线常呈倒“S”形形)SiO2Na2O三、两种分相机理三、两种分相机理 1、自由焓组成曲线分析、自由焓组成曲线分析Na2OSiO2T1a c d bTacdbGT1 022 XG点点c、d节点，拐点节点，拐点(亚稳分相区亚稳分相区)成核长大区成核长大区不稳分相区不稳分相区(旋节分相区旋节分相区)mnnac:db:022 XG“笑笑”cd:022 XG“哭哭”名词解释名词解释

33、： 稳定分相稳定分相介介(亚亚)稳分相稳分相亚稳分相区亚稳分相区旋节分相区旋节分相区成核长大分相机理成核长大分相机理2、分相时、分相时质点的运动质点的运动方式方式 (1) 成核长大机理成核长大机理C0 C C早期早期中期中期终期终期正扩散正扩散(2) 旋节分相机理旋节分相机理早期早期中期中期终期终期C0 C C 负扩散负扩散(3) 分相后玻璃的亚微结构分相后玻璃的亚微结构Na2OSiO2T1a c d bT. .富富Si相相富富Na相相 .富富Na相相富富Si相相蠕虫状连通结构蠕虫状连通结构液滴状孤立结构液滴状孤立结构(4) 总结：分相特点总结：分相特点0)(,22 PTCG0)(,22 PT

34、CG 成核长大分相成核长大分相 旋节分相旋节分相热力学热力学成分成分形貌形貌有序有序界界面面能量能量扩散扩散时间时间第二相组成不随时间变化第二相组成不随时间变化 第二相组成随时间而向两第二相组成随时间而向两 个极端组成变化，直达平衡。个极端组成变化，直达平衡。第二相分离成孤立的球形第二相分离成孤立的球形 第二相为高度连续性的第二相为高度连续性的 颗粒颗粒 蠕虫状颗粒蠕虫状颗粒颗粒尺寸和位置是无序的颗粒尺寸和位置是无序的 在尺寸和间距上是有序的在尺寸和间距上是有序的 分相开始有界面突变分相开始有界面突变 分相开始界面是弥散的逐渐分相开始界面是弥散的逐渐 明显明显有分相位垒有分相位垒 无位垒无位垒 正扩散正扩散 负扩散负扩散时间长，动力学障碍大时间长，动力学障碍大 时间极短，无动力学障碍时间极短，无动力学障碍四、分相范围及分相实质四、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亚稳分相区范围：自由焓组成曲线的各切点轨迹切点轨迹相连范围；相连范围； 不稳分相区：各曲线的不稳分相区：各曲线的拐点轨迹拐点轨迹相连的范围。相连的范围。N