材料成形理论基础

第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学§2.1液态金属的基本性质液态成形过程变化：体积变化固相的析出固相生长过程中溶质的再分配气体和非金属夹杂物的析出了解液态金属的结构与性质目的：通过金属的精炼、合金化、净化、孕育和变质控制金属的结构控制液态金属的结构

结晶过程、晶粒组织、铸件的偏析、气体及非金属夹杂物的数量、形状和分布提高铸件的质量现在是1页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学§2.1液态金属的基本性质内容：了解固态金属的熔化过程对比固—液态的结构分析液态金属的结构特点液态金属的主要性质现在是2页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学§2.1液态金属的基本性质2.1.1液态金属的结构一、液态金属的热运动离子（正电荷）+共有电子库伦引力

正离子间的库伦斥力B原子所受A原子作用力、作用力引起的势能与距离的关系加热时原子间距和原子势垒的变化现在是3页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学§2.1液态金属的基本性质2.1.1液态金属的结构一、液态金属的热运动高于绝对零度，原子在平衡位置为中心作三维热运动原子的停留时间原子的平均能量（决定于温度）

现在是4页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学§2.1液态金属的基本性质2.1.1液态金属的结构一、液态金属的热运动总有原子能克服势垒，离开平衡位置，留下空位

活化原子能量等于或大于能量Q的原子数能量等于或大于能量的原子数

原子能量的统计分部现在是5页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学2.1.2液态金属的熔化金属的熔化热震动加剧,振幅增大，原子间平均距离增大，尺寸膨胀能量达到及大于Q的活化原子增多，空位数增加、晶界产生移动熔化从晶界开始晶界上原子的排列方式不规则原子偏离平衡位置原子势能高E>Q-WW-因原子不规则而产生的势能熔化时不要求所有或绝大部分原子能量都达到或大于Q值熔化从晶界开始现在是6页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学熔点附近晶粒之间的结合极大破坏晶粒之间更容易产生相对运动晶粒内部频繁跳跃、转移晶粒逐渐失去固定的形状和尺寸具有流动的液体提供能量进一步破坏晶粒转变为小的原子集团金属熔化过程及金属的液态结构研究方法间接方法固液转变的一些物理性质变化直接方法液态金属的X线结构分析液态中原子的排列情况固态向液态转变时能量的变化Qs—固态激活能QL----液态激活能L------熔化潜热现在是7页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学金属熔化过程认识液态金属结构固态到气态体积无限膨胀固态到液态，比容仅增加3-5%，原子间的距离增加1-1.5%，原子间具有较大的结合能，原子的分布仍具有一定的规律性FeCuf.c.c10834.22.3

Alf.c.c660.26.62.75Mgh.c.p6514.22.32Znh.c.p419.56.92.55晶体结构熔点温度/℃

体积变化/%熵值变化/J.K-1现在是8页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学金属熔化过程认识液态金属结构固态到气态的升华热（原子间全部破坏所需的能量），熔化潜热仅为升华热的3-7%，熔化时原子间的结合仅破坏了百分之几Fe1535307016.161354.287Cu1083259513.021

305.636

Al660.2245010.676

284.534Mg65111039.043131.758Zn419.59066.698116.727熔点温度/℃

沸点/℃熔化潜热/KJ/mol汽化潜热/KJ/mol

现在是9页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学熔化后在不太高的过热温度下，液态结构类似固态，而不是类似气态，只是原子的热运动大为加剧。温度接近汽化温度时(Tc)，液态金属结构与气体金属结构难以区分，说明此时液态的结构更接近气体现在是10页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学

气体、液体、非晶及晶态固体的结构特点及衍射特征偶分布函数g(r)粒子数为N、体积为V的任一体系距某一参考粒子r处找到另一粒子的几率。表示离开参考原子距离为r位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρ0（=N/V)的相对偏差g(x)=1该位置的原子数密度等于整体系统的平均数密度气体：偶分布函数在任何位置均相等，呈一条直线晶态固体：原子特定方式周期排列，g(r)以相应的规律呈分立的若干尖锐峰。液态：g(r)出现若干渐衰的钝化峰直至几个原子间距后趋于直线，原子集团半径只有几个原子间距大小非晶固态：与液态相似，但是往往以第二峰劈裂为特征。X-射线结构分析现在是11页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学

稍高于熔点时液态碱金属的径向分布函数

700oC时液态Al中原子分布曲线径向分布函数(Radicaldistributionfunction(RDF))固态金属中原子的停留时间长，在衍射过程中主要是在平衡位置上作热运动，衍射结果是一条条清晰线

液态金属中除热震动外，瞬息万变的跳跃衍射结构为一条条带第一个峰与固态极为相近液态金属中原子的排列几个原子间距的范围内与固态的排列方式基本一致球面上原子密度现在是12页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属结构的理论模型（一）无规密堆硬球模型（RandomClosePacking)假设：液态是匀质的、密度集中的、排列紊乱的原子的堆积体无晶体区域无大到足以容纳另一个原子的空穴具体操作统计单个球接触点的数目确定该结构的平均配位数结果：紊乱堆积的球堆中存在高度致密区其它地区钢球的排列紊乱钢球之间有空隙现在是13页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液体结构中存在五种间隙多面体类型四面体：73%八面体：20%三角棱柱多面体：3%四方十二面体：3%阿基米德反棱柱多面体1%(a)四面体(b)八面体(c)三角棱柱多面体(d)四方十二面体(e)阿基米德反棱柱多面体多面体相互关联，彼此分享相接触的多边形面及其交线，构成了液体的空间网络拓扑结构。液态结构是单一的、随时间和空间变化的相，多面体的体积和比列也随温度而连续变化373K时Na的结构因子理论值与试验值比较钢球模型的结构因子钢球模型的到的理论值与试验值比较相符钢球模型和PY理论具有较强的说服力现在是14页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学(a)四面体(b)八面体(c)三角棱柱多面体(d)四方十二面体(e)阿基米德反棱柱多面体唯一能表达的解析式忽略了许多因素的影响，不能解释晶体熔化相变的不连续性对于实际的液态金属，特别是材料成形过程中使用的高熔点液态金属，尚待进一步完善现在是15页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学1.微晶模型

液态金属有许多微小晶体和面缺陷组成（二）液态金属结构的晶体缺陷模型在微晶中，金属原子或离子组成完整的晶体点阵，晶体之间以界面连接解释了液态金属中的短程有序性描述近液相线（低温）液态金属的微观结构对高温液态金属的微观结构无法进行解释现在是16页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学（二）液态金属结构的晶体缺陷模型2.空穴模型

金属晶体熔化时，在晶体网络中形成大量的空穴，从而使液态金属的微观结构失去了长程有序性大量的空穴的存在使液态金属易于发生切变，从而具有流动性随着温度的升高，空位的数量不断增加，表现为液态金属的粘度减小现在是17页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学（二）液态金属结构的晶体缺陷模型3.位错模型

液态金属可以看成是一种被位错芯严重破坏的点阵结构特定温度上，不含（或低密度）位错的固体点阵结构由于高密度位错的突然出现而变成液体高位错密度的引入，使液态金属的微观结构不再具有长程有序性液态金属在外力的作用下具有流动性现在是18页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学（二）液态金属结构的晶体缺陷模型4.综合模型

液态金属中处于热运动的原子的能量有高有低、同一原子的能量也随时间不停的变化------能量起伏液态中由大量不停游动的原子团簇组成，团簇本身在游动----结构起伏上述各种缺陷模型，从不同角度描述了过冷度不很大的液态金属的结构特征模型难以定量计算现在是19页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态结构特点

原子间仍保持较强的结合能，原子的排列在较小的距离内仍具有一定的规律性在熔化过程中这种结合受到部分破坏，排列的规律性仅保持在较小的范围内，十几个到几百个原子，液态是有原子集团组成，近程有序排列原子集团处于瞬息万变状态原子集团之间距离较大，犹如存在空穴原子集团的平均尺寸、游动速度与温度有关现在是20页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学2.1.4实际金属的结构存在第二种原子时，情况更为复杂同类原子结合力强A-AB-B

形成富A和富B的原子团簇

同类原子（B-B)结合力比（A-A)

（A-B)较小时，B原子在原子集团外围和液体的界面上

同种元素及不同元素之间的原子间结合力差别结合力较强的原子其它原子排挤到别处原子团簇间有成分差异

异类原子结合力强A-B

形成新的化学键

不稳定化合物稳定化合物结构起伏

S在Fe中

Al2O3现在是21页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学2.1.4实际金属的结构实际金属工业应用的金属主要是合金，多元合金原材料中存在多种多样的杂质在熔化过程中与炉气、溶剂、炉衬相互作用，带进杂质浓度起伏结构起伏不稳定的或稳定的化合物现在是22页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学1.液态结构“短程有序”的进一步认识

对液态金属结构的再认识及研究新进展Ubblelohode衍射试验及计算机模拟结构拓扑短程序（单组员液体中）化学短程序（多组员液体中）

液体金属球状密排结构以及层状结构Richter

X线衍射、中子及电子衍射

碱金属、Au、Ag、Pb

拓扑球状密排结构层状结构Topologicalshort-rangeChemicalshort-range熔体液体尺寸范围：10-6—10-7Sn、Ge、Ga具有共价键的

单组员液体

原子间共价键并未完全消失

与固体结构中对应的四面体

局域拓扑有序结构现在是23页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学1.液态结构“短程有序”的进一步认识

对液态金属结构的再认识及研究新进展Franks（非晶结构）温度范围液相线附近和较大的过冷度条件下简单金属中存在大量的二十面体原子集团，比密排六方及面心立方的密排原子集团低8%。Reichert

液态Pb局域结构的五重对称性

及二十面体的存在

推测二十面体存在于所有的单

组元简单液体液体中由12个原子构成的二十面体结构及其分解的三个正交矩形平面现在是24页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学多组员液体中

对液态金属结构的再认识及研究新进展

同时存在拓扑短程序和化学短程序

对于尺寸较大的拓扑及化学有序提出中程序的概念对应于径向分布函数RDF第一及第二峰的最近邻和次近邻配位层以内的有序性为短程，范围一般为

中程序处于大于短程序但远小于晶体的长程的有序情况

Al-Fe熔体中程序的超结构模型（我国）现在是25页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学离液相线不远的温度范围液-气临界点两者之间

Ca、Cs、Bi、Te变化压力诱导非连续液-液结构转变理论上分析过冷条件下的压力诱导液-液结构转变容易发生在低压下具有开放型配位的分子结构液态物质中。PoolepublishedinScience

Katayama

对P衍射结构P=1GPa左右在极小的压力差范围内，其结构仅几分钟就发生十分明显的变化，液态P由低密度结构转变为高密度结构，而且这一结构转变可逆。

意义：第一次为压力诱导形成非连续液-液结构转变提供了直接的试验依据，表明人类必须修正传统的液体结构连续变化的观念，并重新考虑对液体结构的整体认识。2.液-液结构转变新发现及启示

随温度压力有无变化如何变化现在是26页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的粘滞性

1）液态金属的动力粘度和运动粘度粘度系数简称粘度，牛顿公式：

----外加切应力---运动速度---速度梯度----动力粘度物理意义：作用于液体表面的应力与垂直该平面方向的速度梯度的比例系数牛顿流体非牛顿流体现在是27页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的粘滞性影响粘度的因素温度金属的动力粘度与温度的关系Fe-C合金的动力粘度---原子在平衡位置的震动周期---波尔茨曼常数---绝对温度---相邻原子平衡位置间的平均距离---原子移动的激活能

富林开尔公式现在是28页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的粘滞性影响粘度的因素化学成分

---两组员混合热Moelwyn-Hughes(M-H)模型

分别为纯溶剂和溶质的粘度及各自在溶液中的mole分数，R为气体常数接近共晶成分的合金粘度具有最低值现在是29页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的粘滞性影响粘度的因素杂质的数量、形状和分布液态金属中呈固态的非金属夹杂物使液态金属的粘度增加现在是30页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的粘滞性粘度对液态金属临界速度的影响

层流与紊流

雷诺数直径流动速度运动粘度层流

流动阻力减少有利于气体和夹杂物上浮现在是31页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的粘滞性对液态金属流量的影响

液态金属粘度对流速和铸型的充型能力影响现在是32页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的粘滞性粘度对液态金属净化的影响

气泡非金属夹杂物

Stokes公式半径小于0.1cm粘性液体对球体沉浮的阻力小球半径小球上浮速度液体的动力粘度

粘度夹杂半径液体与杂质的密度差现在是33页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的粘滞性对液态金属对流的影响格拉晓夫准则温度和浓度引起的体积膨胀系数温差浓度差水平方向上热端到冷端距离的一半温度差产生的对流强度浓度差产生的对流强度现在是34页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的比表面现象

液态金属的表面张力表面：表面上的分子或原子受力不均匀，产生指向金属内部的合力。原子间的作用力及其在表面和内部的排列状态的差别引起的。

表面的定义：液体或固体同气体或真空接触的面不同位置的分子或原子作用力模型

表面的分子或原子

内部的分子或原子现在是35页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学液态金属的比表面现象

液态金属的表面张力表面：液体或固体同气体或真空接触的面叫表面。表面上的分子或原子受力不均匀，产生指向金属内部的合力。

受拉伸的小块表面薄膜单位表面积上的能量

表面张力和表面自由能是不同的物理概念

大小相同，单位互换

不同角度描述同一表面现象现在是36页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学表面张力引起的附加压力

影响表面张力的因素

温度

多数金属及合金，温度增加，表面张力降低

反常现象，温度升高，表面张力增加，Cu,castiron

球形气泡与曲率半径成反比现在是37页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学

温度对表面张力的影响现在是38页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学溶质元素的影响

使液态金属表面张力降低

表面活性物质使液态金属表面张力增加非表面活性物质正吸附溶质在表面的浓度大于溶质在内部的浓度负吸附溶质在表面的浓度小于溶质在内部的浓度--单位面积上的吸附量正吸附表面活性元素含量增加表面张力降低负吸附非表面活性元素含量增加表面张力上升Gibbs公式现在是39页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学Al中加入第二组元后表面张力的变化Mg中加入第二组元后表面张力的变化合金元素对表面张力的影响现在是40页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学S、O、Te、Se对铸铁表面张力的影响现在是41页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学

液—固---气界面的界面现象1）内聚功和附着功

内聚功W内

附着功W附

LLL1cm2σLGσLGLSLSσLGσSG现在是42页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学2）液---固界面上的界面现象1）2）各界面上诸力对于质点A的作用简图现在是43页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学2）液---固界面上的界面现象附加压力的形成过程Left

固-液润湿

Right

固-液不润湿克服铸型表面张力，必须附加压力液态金属的表面张力越大，要求附加压力越大对于一定的金属材料和铸型材料，管道半径越小，附加压力越大现在是44页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学2.2.结晶的热力学与动力学

凝固的热力学和动力学的条件凝固----传热的角度结晶----物理化学角度（指晶态的凝固过程，非晶态也凝固）结晶的过程：生核和生长对同一过程的不同角度的描述

现在是45页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学自发生核由游动的原子集团自己逐渐长大形成晶核的过程

Homogeneousnucleation

非自发生核在外来质点的表面上生核的过程

Heterogeneousnucleation

生核过程生核过程是液体中的游动原子集团逐渐长大到一定尺寸，形成固体质点，使周围原子向上堆砌的过程现在是46页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学2.2.1液态金属（合金）结晶热力学条件1.热力学

T>TMFL<FS

固态向液态转变

T<TMFL>FS

液态向固态转变

T=TMFL=FS

两相处于平衡两种状态的自由能差是液态结晶的热力学条件

自由能与温度的关系FsFL现在是47页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学体系自由能现在是48页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学

自由能的变化与晶核半径的关系

相变驱动力的液-固体系自由能

阻碍相变达的固-液界面能形成一个晶核总的自由能变化总自由能体系能界面能晶核体积晶核表面积

体系自由能界面能总的自由能变化现在是49页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学自由能的变化与晶核半径的关系相变驱动力的液-固体系自由能阻碍相变达的固-液界面能--临界晶核半径现在是50页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学自由能的变化与晶核半径的关系相变驱动力的液-固体系自由能阻碍相变达的固-液界面能临界晶核半径过冷度增加，临界半径减少较小的原子集团也能成为晶核晶核数量增加生核功晶核不稳定，逐渐消失成为稳定晶核现在是51页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学2.动力学--液态金属中原子扩散激活能--生核功--Boltzmann常数--系数

生核功随过冷度增大而减小

过冷度增大，生核速率增大

过冷度增大时原子热运动减

弱，生核速度相应减少

原子集团的平均半径最大原子集团半径临界晶核尺寸形核率单位体积内、单位时间内形成晶核的数目现在是52页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学2.动力学形核率单位体积内、单位时间内形成晶核的数目过冷度的影响

过冷度很小时

过冷度增加

临界过冷度，形核率迅速上升

过冷度与熔点的关系

过冷很大时粘度

原子活动能金属I粘性物质△T△T*≈0.2Tm现在是53页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学匀质形核理论的局限性

纯金属过冷实际液态金属凝固时的过冷度多种夹杂物含有同质的原子集团0.58℃0.15℃现在是54页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是55页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学非自发生核1、热力学液相与固相之间的界面张力液相与质点之间的界面张力固相与质点间的界面张力现在是56页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学晶核与夹杂物的接触面积晶核与液体体的接触面积球冠体积现在是57页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是58页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是59页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是60页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是61页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是62页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是63页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是64页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是65页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是66页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是67页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是68页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是69页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是70页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是71页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是72页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是73页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是74页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是75页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学润湿与界面上两相的相应界面的结构和原子间的结合力的关系固体质点的原子与新相的原子间具有较大的结合力或键能较强质点表面的原子排列规律和间距与新相相近

相位尺寸对应原则界面共格对应原则

现在是76页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是77页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学b)a)完全共格b)部分共格现在是78页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是79页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是80页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学抑制形核现在是81页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学选择形核现在是82页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学晶体生长现在是83页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学晶体生长

生核

液体中原子向晶体表面堆砌现在是84页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学晶体生长的原子过程固液界面上原子的双向运动现在是85页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学><=

界面不断生长，界面上的温度必须低于熔点

此过冷称为动力学过冷，

动力学过冷的作用液相向固相跳跃和定居的速度固相向液相跳跃和定居的速度平衡状态熔化状态凝固状态现在是86页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学晶体的生长速度生长必须导出多余的热量液体内部热量凝固时析出的潜热保持过冷度界面生长速度

液体内部向界面传递的热量单位时间向界面上析出的结晶潜热通过界面向外部散出的热量晶体生长速度的影响因素晶体生长速度控制现在是87页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学固-液界面的结构

粗糙界面平整界面粗糙界面固-液界面固相一侧的点阵位置原子层50%充满，形成坑坑洼洼、凹凸不平的界面结构液-固向之间的过度区现在是88页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学固-液界面的结构

粗糙界面平整界面平整界面固-液界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子所占满，只留下少数空位或台阶现在是89页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是90页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是91页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是92页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学原子熔化热熔化温度Boltzman常数气体常数晶体中原子的可能临近原子数表面层中原子的实际临近原子数熔化熵现在是93页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学界面自由能变化与界面上原子所占位置分数的关系现在是94页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是95页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是96页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是97页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是98页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学现在是99页\一共有120页\编辑于星期四第二章液态金属基本性质与凝固热力学、动力学界面