固态相变-4

固态相变知识点总结固态相变（solid state phase transition）是指物质在固态下，由于温度、压力等外界条件的变化，使得物质的晶体结构和性质发生显著变化的现象。

固态相变分为一级相变和二级相变两种类型，其中一级相变又称为凝固、熔化或者升华相变，而二级相变则包括了铁磁性转变、铁电性转变、铁弹性转变等多种类别。

一级相变是指固态物质在相变过程中伴随着传热的明显变化，其自由能函数在温度、压力和摩尔体积或摩尔焓差范围内不连续变化。

一级相变包括了凝固、熔化和升华三种基本类型。

凝固是物质由液态转变为固态的一种相变过程。

在凝固的过程中，液体的分子排列变得有序，形成规则的晶体结构。

凝固点是物质在一定压力下的温度，当温度降低达到凝固点时，液体开始凝固。

熔化是物质由固态转变为液态的一种相变过程。

在熔化的过程中，固体的晶体结构破坏，分子之间的相互作用减弱，形成无序排列的分子结构。

熔点是物质在一定压力下的温度，当温度升高达到熔点时，固体开始熔化。

升华是物质由固态转变为气态的一种相变过程。

在升华的过程中，固体的晶体结构破坏，分子之间的相互作用减弱，形成无序排列的分子结构。

升华点是物质在一定压力下的温度，当温度升高达到升华点时，固体开始升华。

与一级相变不同，二级相变是指固态物质在相变过程中没有明显的传热变化，其自由能函数在温度、压力和摩尔体积或摩尔焓差范围内连续变化。

二级相变包括了铁磁性转变、铁电性转变和铁弹性转变等多种类型。

铁磁性转变是指在一定温度下，物质由铁磁相转变为顺磁相或者反铁磁相的一种相变过程。

铁磁性转变常伴随着磁滞回线的出现，磁化强度和温度之间存在明显的关联。

铁电性转变是指在一定温度下，物质由铁电相转变为非铁电相的一种相变过程。

铁电性转变常伴随着电滞回线的出现，电极化强度和温度之间存在明显的关联。

铁弹性转变是指在一定温度下，物质由弹性相转变为非弹性相的一种相变过程。

铁弹性转变常伴随着应力-应变曲线的出现，应力和温度之间存在明显的关联。

1. 固态相变与液固相变在形核、长大规律和组织等方面的主要区别。

答：固态相变形核要求有一个临界过冷度△Tc，只有当过冷度△T>△Tc时才满足相变热力学条件。

这是固态相变形核与液-固相变的根本区别。

相同：形核和长大规律相同，驱动力相同都存在相变阻力都是系统自组织的过程。

异处：不同点：（1）液－固相变驱动力为自由焓之差△G 相变，阻力为新相的表面能△G表，基本能连关系为：△G = △G 相变+△G表，而固态相变多了一项畸变能△G畸，基本能连关系为：△G = △G 相变+△G界面+△G畸（2）固态相变比液－固相变困难，需要较大的过冷度。

固态相变阻力增加了应变能等，即固态相变中形核困难.3.固态相变时为什么常常首先形成亚稳过渡相。

佳美试卷P31P33（1）能量方面，所需要驱动力，平衡相大于过渡相，过渡相的界面能和应变能要低，形成有利于降低相变阻力。

（2）成分和结构方面。

过渡相在成分和结构更接近母相，两相易于形成共格或半共格界面，减少界面能，降低形核功，形核容易进行。

4.如何理解脱溶颗粒在粗化过程中的“小粒子溶解”和“大粒子长大”现象。

（1）粗化过程驱动力是界面能的降低当沉淀相越小，其中每个原子分到的界面能越多，化学势越高，与它处于平母相中的溶质原子浓度越高即c（r2）>c(r1)。

由此可见，在大粒子r1和小粒子r2之间体中存在浓度梯度，因此必然有一个扩散流，在浓度梯度的作用下，大粒子通过吸收基体中的溶质而不断长大，小粒子要不断溶解收缩，放出溶质原子来维持这个扩散流。

所以出现了大粒子长大、小粒子溶解的现象（2）粗化过程中，小粒子溶解，大粒子长大，粒子总数减小，r增加。

小粒子溶解更快。

温度T升高，扩散系数D增大，使dr/dt增大。

所以当温度升高，大粒子长大更快，小粒子溶解更快。

5.如何理解调幅分解在热力学上无能垒，但在实际转变过程中有阻力。

(1)应变能，溶质溶剂原子尺寸不同(2)梯度能，原子化学键结合(3)相间点阵畸变6.调幅分解与形核长大型脱溶转变的主要区别。

化学物质的三态相变规律相变是指物质由一种态转化为另一种态的过程。

在化学中，物质的三态相变包括固态、液态和气态之间的转化。

这些相变过程在我们的日常生活中处处可见，如冰块融化成水、水沸腾成为蒸汽等。

本文将探讨化学物质的三态相变规律，以帮助我们更好地理解这一过程。

一. 固态相变固态是物质最常见的状态之一。

固态物质具有密度高、形状不易改变等特点。

在一定的条件下，固态物质可以发生相变。

固态相变主要包括熔化和升华两个过程。

1. 熔化熔化是指固态物质受热升温，达到一定温度后转变为液态的过程。

这个温度被称为熔点。

熔点是每种物质固定的特性之一。

例如，水的熔点是0摄氏度。

当冰块受热达到0摄氏度时，它开始融化成为液态水。

这是因为热量能够克服分子间的吸引力，使得固态的水分子逐渐变得自由移动起来。

2. 升华升华是固态物质直接转变为气态的过程，而无需经过液态的中间过程。

当固态物质受热达到相应的温度时，分子的活动增加，使得固态分子足够具有足够的动能而直接溢出固体表面成为气态。

例如，干冰的温度低于-78.5摄氏度，当它受热时，直接从固态转变为二氧化碳气体。

二. 液态相变液态是物质的另一种常见状态。

液态物质具有流动性和密度较大等特点。

液态相变主要包括沸腾和冷冻两个过程。

1. 沸腾沸腾是液体受热到达一定温度时，在液体内部产生大量的气泡并从液体表面迅速蒸发的现象。

当液体受热到达其饱和温度时，液体内部的分子获得足够的动能，能够克服液面的表面张力而迅速蒸发成气体。

沸腾的温度称为沸点。

例如，水的沸点是100摄氏度。

当水受热到达100摄氏度时，开始出现气泡并且大量蒸发成水蒸气。

2. 冷冻冷冻是液体由于受冷而发生相变成为固体的过程。

当液体的温度下降到其凝固点以下时，分子间的吸引力逐渐增大，液体分子逐渐减少自由移动起来，形成了有序的固定结构。

例如，水的凝固点是0摄氏度。

当水被冷却到0摄氏度以下时，它逐渐冷冻成为冰。

三. 气态相变气态是物质的第三种状态，气体具有无定形、可被压缩性和弥散性等特点。

固态相变的原理及应用1. 引言固态相变是指物质在不改变其化学组成的情况下，在一定条件下发生物理性质的显著变化，包括液固相变、固固相变等。

本文将介绍固态相变的原理及其在科学研究和工程应用中的重要性。

2. 固态相变的原理固态相变的原理主要涉及分子间相互作用、晶体结构和热力学的变化。

以下是固态相变的一些常见原理：2.1 同质固态相变同质固态相变是指在同一物质中固态结构的变化。

它可以由温度、压力、外界场等因素引起。

•温度引起的同质固态相变：温度的升降可以改变固体分子的平均振动能量，从而改变其固态结构。

例如，冰的固态结构在低温下是稳定的，但在高温下会发生相变为液态的水。

•压力引起的同质固态相变：压力的增加可以改变固态相对稳定的结构，使其发生相变。

例如，某些材料在高压下可以发生相变为更稳定的结晶形态。

•外界场引起的同质固态相变：外界场包括电场、磁场、光场等，它们可以改变固态相之间的平衡态，从而引起相变。

2.2 异质固态相变异质固态相变是指在不同组分或不同结构的物质之间发生的相变。

以下是几个常见的异质固态相变原理：•共晶相变：指两种或多种成分在一定温度下发生相变。

例如，凝固过程中的合金共晶相变。

•共熔相变：指两种或多种成分在一定温度下熔化，并形成单一相。

例如，某些合金在特定温度下可以共熔。

•嵌段共聚物相变：指由于共聚物分子中不同段之间的相互作用力的不同，导致其发生异质结构相变的现象。

3. 固态相变的应用固态相变在科学研究和工程应用中具有广泛的应用价值。

以下是固态相变在不同领域中的一些应用：3.1 材料工程•形状记忆合金：由于固态相变的特性，一些合金材料具有形状记忆效应，可以在温度改变的条件下恢复到原来的形状。

这种特性使得形状记忆合金可以应用于医疗器械、航空航天等领域。

•热致变色材料：某些固态相变材料在温度变化时会发生颜色的变化。

这种特性使得热致变色材料可以用于温度测量和显示器件。

3.2 能源领域•储能材料：固态相变材料可以作为储能材料，通过在相变时释放储存的能量。

固态相变知识点总结相变是物质在温度、压强或其他外部条件改变时，从一种物态转变为另一种物态的现象。

固态相变是指物质从固态状态转变到其他固态状态的过程，通常包括晶体-晶体相变和晶体-非晶相变，以及液晶-固体相变等。

固态相变是材料科学和固态物理领域的重要研究课题，掌握固态相变的基本原理和规律对于材料设计、制备和性能改进具有重要意义。

本文将从固态相变的基本概念、分类和特征等方面进行总结，并通过实例来说明固态相变的重要意义和应用。

一、固态相变的基本概念1. 固态相变是指物质在固态状态下由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。

固态相变是晶体学和固态物理学的重要研究课题，可以帮助我们深入了解物质的内部结构和性质。

2. 固态相变的基本特征包括晶格结构的改变、原子位置的重新排列、晶体的晶界和缺陷等。

固态相变通常伴随着能量的吸收或释放，使得固态物质的性能和特性发生变化。

3. 固态相变的驱动力包括温度、压强、外界场等，这些外部条件的改变可以引起晶体结构和性质的改变，从而产生相变现象。

4. 固态相变可以分为等温相变和非等温相变两种类型。

等温相变指的是在恒定温度下发生的相变过程，例如固态合金的热处理过程；非等温相变指的是在变化温度下发生的相变过程，例如冰的熔化过程。

二、固态相变的分类根据相变过程中晶体结构的改变和外部条件的影响，固态相变可以分为以下几种类型：1. 晶体-晶体相变：指的是物质在固态状态下由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。

晶体-晶体相变通常伴随着晶粒形状、大小和取向的变化，对材料的组织结构和性能产生重要影响。

2. 晶体-非晶相变：指的是物质在固态状态下由晶体结构转变为非晶结构的过程。

晶体-非晶相变可以发生在非晶态金属、非晶态合金和非晶态陶瓷等材料中，对于提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性具有重要意义。

3. 液晶-固体相变：指的是液晶分子在固态基体中发生有序排列的过程。

液晶-固体相变广泛应用于液晶显示器、液晶材料和光学器件等领域。

固态相变作业⼀2.奥⽒体形核时需要过热度△T ，那么⾦属熔化时（S-L ）,要不要过热度，为什么？答：固态⾦属熔化时会出现过热度。

原因：由热⼒学可知，在某种条件下，熔化能否发⽣取决于液相⾃固态⾦属熔化时会出现过热。

原因：⾃由度是否低于固相的⾃由度，即0<-=?S L G G G ，只有当温度⾼于理论结晶温度Tm 时，液态⾦属的⾃由能才能低于固态⾦属的⾃由能，固态⾦属才能⾃发转变为液态⾦属。

因此，⾦属熔化时移动要有过热度。

3.相变热⼒学条件是什么？答：⾦属固态相变的热⼒学条件：（1）相变驱动⼒相变热⼒学指出，⼀切系统都有降低⾃由能以达到稳定状态的⾃发趋势。

若具备引起⾃由能降低的条件，系统将由⾼能到低能转变转变，称为⾃发转变。

⾦属固态相变就是⾃发转变，则新相⾃由能必须低于旧相⾃由能。

新旧两相⾃由能差既为相变的驱动⼒，也就是所谓的相变热⼒学条件。

（2）相变势垒要使系统有旧相转变为新相除了驱动⼒外，还要克服相变势垒。

所谓相变势垒是指相变时改组晶格所必须克服的原⼦间引⼒。

4.简述固态相变的主要特征。

答：⑴相界⾯：根据界⾯上新旧两相原⼦在晶体学上匹配程度的不同，可分为共格界⾯、半共格界⾯和⾮共格界⾯。

⑵位向关系与惯习⾯：在许多情况下，⾦属固态相变时新相与母相之间往往存在⼀定的位向关系，⽽且新相往往在母相⼀定的晶⾯上开始形成，这个晶⾯称为惯习⾯通常以母相的晶⾯指数来表⽰。

⑶弹性应变能：⾦属固态相变时，因新相和母相的⽐容不同可能发⽣体积变化。

但由于受到周围母相的约束，新相不能⾃由膨胀，因此新相与其周围母相之间必将产⽣弹性应变和应⼒，使系统额为地增加了⼀项弹性应变能。

⑷过渡相的形成：当稳定的新相与母相的晶体结构差异较⼤时，母相往往不直接转变为⾃由能最低的稳定新相，⽽是先形成晶体结构或成分与母相⽐较接近，⾃由能⽐母相稍低些的亚稳定的过渡相。

⑸晶体缺陷的影响：固态晶体中存在着晶界、亚晶界、空位及位错等各种晶体缺陷，在其周围点阵发⽣畸变，储存有畸变能。

固态相变的定义1. 小张老师站在讲台上，拿起一块铁片说："今天咱们来聊聊固态相变这个有趣的现象。

想象一下，明明物质还是固体，但是内部结构却发生了翻天覆地的变化，就像变魔术一样！"2. "固态相变说白了，就是固体在保持固态的情况下，内部结构发生变化的过程。

就像咱们班同学换座位，人还在教室里，但是位置全变了。

"小张老师用生动的比喻解释道。

3. "来看个实际例子：大家都知道铁吧？在常温下是一种结构，加热到特定温度后，虽然看起来还是块铁，但是内部原子排列方式却完全不一样了，这就是典型的固态相变。

"4. 一个学生举手提问："老师，那这种变化有啥用啊？"小张老师眼睛一亮："好问题！这就像给铁做了次大改造，改变后的铁可能会变得更硬、更软，或者有了特殊的磁性，这在工业上可重要啦！"5. "固态相变主要有这么几种类型：位移型、重构型和序无序型。

听着很难懂是不是？我来打个比方：位移型就像小朋友站队，每个人就位后微微错开位置；重构型就像推倒积木重新搭；序无序型就像把整齐的书架弄乱，或者把乱的书整理整齐。

"6. "温度是固态相变最常见的触发条件。

就像冰箱里的冰淇淋，拿出来放一会儿，外表看着还是固体，但结构已经在悄悄变化了。

"7. "压力也能引起固态相变。

想象一下把橡皮泥使劲捏，虽然还是固体，但内部结构已经改变了。

当然，实际的科学现象要比捏橡皮泥复杂得多。

"8. "还有一种特别神奇的固态相变叫马氏体相变，发生得特别快，快到眨眼的功夫就完成了！就像变形金刚一样，瞬间就完成了内部结构重组。

"9. "在日常生活中，巧克力变质时的'发白'现象，其实就是固态相变的表现。

巧克力内部的晶体结构发生了改变，虽然还是固体，但是口感和外观都变了。