1樓:陌上花開
對於均勻形核,只有當過冷度△t* ≈ 0.2tm 時,才能達到有效的形核率,即此時才能觀察回到液相開始凝固。
但除答非在特殊的實驗條件下,一般情況下,液相在很小的過冷度△t*就開始凝固。
這主要是因為液相中存在固態雜質以及盛裝液相容器的器壁存在等造成的。它們的存在將使液相中發生非均勻形核,它在很小的過冷度下就可以達到可觀的形核率。
2樓:匿名使用者
均勻形核就是不在雜質或者器壁結晶,而是直接通過液體本身的相起伏產生臨街晶核從而生長晶體的結晶過程。而非均勻形核就是依靠液體中的固體雜質或器壁的表面能進行的結晶。通常,非均勻晶核比均勻形核容易進行。
「均勻形核」和「非均勻形核」的異同有哪些?
3樓:匿名使用者
形核的驅動力和阻力相同
臨界晶核半徑相等
形成臨界晶核需要形核功
結構起伏和能量起伏是形核的基礎
形核需要一個臨界過冷度
形核率在達到極大值之前,隨過冷度增大而增加。
與均勻形核相比,非均勻形核的特點:
非均勻形核與固體雜質接觸,減少了表面自由能的增加
非均勻形核的晶核體積小,形核功小,形核所需結構起伏和能量起伏就小;形核容易,臨界過冷度小;
非均勻形核時晶核形狀和體積由臨界晶核半徑和接觸角共同決定;臨界晶核半徑相同時,接觸角越小,晶核體積越小,形核越容易;
非均勻形核的形核率隨過冷度增大而增加
均勻形核:新相晶核是在母相中均勻地生成,即晶核由液相中的一些原子團直接形成,不受雜質粒子或外表面的影響。
非均勻成核:是指體系在外來質點,容器壁或原有晶體表面上形成的核。在此類體系中,成核機率在空間各點不同,由於模型內模型壁和雜質顆粒的作用,原子依附在其上而形核,進而降低了過冷度,使形核更加容易。
自然界中的雨雪冰雹等的形成都屬於非均勻成核。
空位空位可通過加速擴散過程或釋放自身能量提供形核驅動力而促進形核。此外,空位群亦可凝聚成位錯而促進形核。
位錯位錯可通過多種形式促進形核:
1新相在位錯線上形核,可借形核處位錯線消失時所釋放出來的能量作為相變驅動力,以降低形核功;
2新相形核時位錯並不消失,而是依附於新相介面上構成半共格介面上的位錯部分,以補償錯配,從而降低應變能,使形核功降低;
3溶質原子在位錯線上偏聚(形成柯氏氣氛),使溶質含量增高,便於滿足新相形成時所需的成分條件,使新相晶核易於形成;
4位錯線可作為擴散的短路通道,降低擴散啟用能,從而加速形核過程;
5位錯可分解形成由兩個分位錯與其問的層錯組成的擴散位錯,使其層錯部分作為新相的核胚而有利於形核。
晶界大角晶界具有高的介面能,在晶界形核時可使介面能釋放出來作為相變驅動力,以降低形核功。因此,固態相變時,晶界往往是形核的重要基地。晶界形核時,新相與母相的某一個晶粒有可能形成共格或半共格介面,以降低介面能,減少形核功。
這時共格的一側往往呈平直介面,新相與母相間具有一定的取向關係。但大角晶界兩側的晶粒通常無對稱關係,故晶核一般不可能同時與兩側晶粒都保持共格關係,而是一側為共格,另一側為非共格。為了降低介面能,非共格一側往往呈球冠形。
哪些因素會影響金屬材料結晶時的非均勻形核率。
4樓:手機使用者
非均bai勻形核的形核率,除主要受
du過冷zhi度的影響外,還受液體內懸dao浮著的版
固體質點的性質權、數量、形貌及其物理因素的影響。
a. 過冷度影響:由於非均勻形核的形核功小於均勻形核的形核功,即非均勻形核所需要的能量起伏比均勻形核小得多,故凝固時的過冷度遠低於均勻形核需要的過冷度。
b. 固體雜質的影響:相同過冷度下均勻形核和非均勻形核半徑完全一樣,但在曲率半徑相等的條件下,非均勻形核時所需要的晶胚體積與表面積要小得多,且隨θ角的減少而減少,潤溼角θ是判斷固體雜質或介面是否能促進晶胚成核及其促程序度的關鍵。
θ角大小主要取決於液體、晶核和固體雜質之間比表面能的相對大小。
c.固體雜質表面形貌的影響:雜質表面的形貌各種各樣,有凹凸面,有的是深孔。在這些基面上形核有不同的形核率。因此,凹面容易形核。
d. 物理效能的影響:液相巨集觀流動會增加形核率,施加電場或磁場也能增加形核率。
這是因為液體金屬中已凝固的核心(小晶體)由於受到衝擊振動而碎裂成幾個核心,或是模壁附近產生的晶核被沖刷走。此效果稱為晶核的機械增值。由於受到機械的作用,而使核心提前形成。
你可以參考下材料科學基礎
非均勻形核所需的過冷度為什麼是合金結晶溫度tm的0.02
5樓:
相同點 1)形核的驅動力和阻力相同; 2)臨界晶核半徑相等; 3)形成臨界晶核需要形核功; 4)結構起伏和能量起伏是形核的基礎; 5)形核需要一個臨界過冷度; 6)形核率在達到極大值之前,隨過冷度增大而增加。
不同點:
與均勻形核相比,非均勻形核的特點: 1)非均勻形核與固體雜質接觸,減少了表面自由能的增加; 2)非均勻形核的晶核體積小,形核功小,形核所需結構起伏和能量起伏就小;形核容易,臨界過冷度小; 3)非均勻形核時晶核形狀和體積由臨界晶核半徑和接觸角共同決定;臨界晶核半徑相同時,接觸角越小,晶核體積越小,形核越容易; 4)非均勻形核的形核率隨過冷度增大而增加
以均勻形核為例,說明為甚什麼晶胚成核
6樓:匿名使用者
1)非均勻形核與固體雜質接觸,減少了表面自由能的增加;
2)非均勻形核的晶核體積小,形核功小,形核所需結構起伏和能量起伏就小;形核容易,臨界過冷度小;
3)非均勻形核時晶核形狀和體積由臨界晶核半徑和接觸角共同決定;臨界晶核半徑相同時,接觸角越小,晶核體積越小,形核越容易;
4)非均勻形核的形核率隨過冷度增大而增加,當超過極大值後下降一段然後終止;
解釋臨界晶核半徑和形核功的意義，為什麼形核要有一定的過冷度
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