金属学第三章 金属结晶过程
- 格式:ppt
- 大小:1.02 MB
- 文档页数:28
金属的结晶过程介绍
1 结晶:金属从液体转变成晶体状态的过程。
晶核形成:自发晶核,液体金属中一些原子自发聚集,规则排列。
外来晶核:液态金属中一些外来高熔点固态微质点。
晶核长大:已晶核为中心,按一定几何形状不断排列。
晶粒大小控制:晶核数目:,多—细(晶核长得慢也细)。
冷却速度:快—细(因冷却速度受限,故多加外来质点)。
晶粒粗细对机械性能有很大影响,若晶粒需细化,则从上述两方
面入手。
结晶过程用冷却曲线描述。
2 冷却曲线
温度随时间变化的曲线—热分析法得到
二金属的同素异购转变(二次结晶\重结晶)
同素异构性—一种金属能以几种晶格类型存在的性质。
同素异购转变—金属在固体时改变其晶格类型的过程。
如:铁、锡、锰、钛、钴。
以铁为例:
δ-Fe(1394℃)γ-Fe(912℃)α-Fe
体面心体心
因为铁能同素异构转变,才有对钢铁的各种热处理,(晶格转变时,体积会变化,以原子排列不同)。
金属结晶的基本过程
嘿,朋友们!今天咱来聊聊金属结晶的基本过程。
就说有一回啊,我看到铁匠打铁。
那红红的铁块在锤子的敲打下,慢慢变了形状。
这就让我想到了金属结晶的过程。
金属结晶呢,就像是一场神奇的变身秀。
首先呢,得有一个过冷的状态,就好比冬天里的水,冷得不行了,就容易结冰。
金属也一样,温度低到一定程度,就开始准备结晶啦。
然后呢,就会出现晶核。
这晶核就像是一颗种子,慢慢长大。
在打铁的时候,那些小小的颗粒就有点像晶核。
接着呢,晶核不断长大,周围的原子就会一个一个地跑过来,加入这个大家庭。
就像小朋友们玩游戏,一个拉一个,越来越多的人参与进来。
最后呢,金属就变成了有一定形状的晶体。
就像铁匠打出的铁制品,有了自己的形状和用途。
总之呢,金属结晶的基本过程就像一场奇妙的冒险。
从过冷状态开始,到晶核出现,再到不断长大,最后变成有用的晶体。
下次看到
金属制品的时候,就可以想想它们是怎么从一团乱麻变成有形状的宝贝的啦!。
简述金属结晶的一般过程金属结晶是指金属在固态下,由于温度或其他因素的影响,原子或离子在空间中有序排列形成晶体的过程。
金属结晶是金属材料制备过程中的重要环节,也是金属材料性能的重要决定因素之一。
金属结晶的一般过程可以分为三个阶段:核化、晶体生长和晶体长大。
核化是指在金属中形成晶核的过程。
在金属中,原子或离子之间存在着相互作用力,当金属处于过饱和状态时,这些原子或离子会聚集在一起,形成一个小的晶体核。
晶体核的形成需要一定的能量,这个能量称为核化能。
核化能的大小与金属的过饱和度、温度、压力等因素有关。
晶体生长是指晶体核周围的原子或离子逐渐加入到晶体核中,使晶体逐渐增大的过程。
晶体生长需要一定的能量,这个能量称为生长能。
生长能的大小与金属的过饱和度、温度、压力等因素有关。
晶体生长的速度取决于晶体核的大小、形状、方向等因素。
晶体长大是指晶体在生长过程中逐渐增大,直到达到一定的尺寸的过程。
晶体长大的速度取决于晶体生长的速度和晶体的形状、方向等因素。
晶体长大的过程中,晶体内部的原子或离子会重新排列,形成更加有序的结构。
金属结晶的过程中,晶体的形状、大小、方向等因素对金属材料的性能有着重要的影响。
晶体的形状和大小决定了金属材料的力学性能、热学性能、电学性能等方面的特性。
晶体的方向决定了金属材料的各向异性特性。
在金属结晶的过程中,还存在着一些问题,如晶粒长大不均匀、晶界的存在等。
晶粒长大不均匀会导致金属材料的力学性能、热学性能、电学性能等方面的不均匀性。
晶界的存在会影响金属材料的力学性能、热学性能、电学性能等方面的特性。
为了解决这些问题,人们发展了一些金属结晶的控制方法,如晶粒细化、晶界工程等。
晶粒细化是指通过控制金属结晶的过程,使晶粒尺寸变小,从而提高金属材料的力学性能、热学性能、电学性能等方面的特性。
晶界工程是指通过控制金属结晶的过程,使晶界的数量、形状、分布等因素得到控制,从而提高金属材料的力学性能、热学性能、电学性能等方面的特性。
简述金属的结晶过程
金属的结晶过程是指金属从液态到固态时,其原子经历的有序排列过程。
结晶是金属固态化学成分的排列和有序化过程,并且伴随着晶体的生长。
金属的结晶过程可以分为三个阶段:核心形成、晶体生长和晶体重塑。
1. 核心形成阶段:在金属液体中,当温度逐渐降低时,金属离子和自由电子开始逐渐放慢运动。
在某个温度点以下,金属离子和自由电子的活动受到阻碍,形成小团的结晶核心。
2. 晶体生长阶段:在核心形成后,结晶核心会吸附金属离子和自由电子,形成金属晶体。
结晶核心表面的金属离子和自由电子会与周围的金属离子和自由电子进行相互吸引和结合,从而逐渐扩大晶体的尺寸。
晶体生长过程中,金属原子按照一定的规则排列,形成晶胞结构。
3. 晶体重塑阶段:在晶体生长过程中,晶体的形态和尺寸会受到外界条件(如温度、压力等)的影响。
当温度和压力变化时,晶体会发生重塑现象,即晶体重新排列形态,形成新的晶体。
这是因为金属原子在固态下具有一定的流动性。
总的来说,金属的结晶过程是一个通过有序排列金属原子的过程,通过核心形成、晶体生长和晶体重塑三个阶段,使金属从液态转变为固态。
金属的结晶过程对金属材料的晶体形态和性能有很大影响。
金属的结晶过程一、引言金属是一类重要的材料,具有良好的导电、导热和机械性能,在工业生产中得到广泛应用。
金属的结晶过程是指金属从液态到固态的转变过程,是金属材料形成晶体结构的过程。
本文将介绍金属的结晶过程及其相关特性。
二、金属的结晶过程金属的结晶过程是一个涉及原子排列和晶体生长的复杂过程。
当金属升温至熔点以上时,金属内部的原子开始脱离固态结构,形成自由运动的液态金属。
当金属冷却至熔点以下时,液态金属中的原子逐渐聚集形成晶体结构。
1. 原子的自由运动在金属熔化时,金属内部的原子开始失去固态结构的稳定,变得活跃起来。
原子的自由运动使得金属内部的原子能够更加接近,并形成较为紧密的结构。
2. 晶核的形成当金属冷却至熔点以下时,原子逐渐减少其运动速度,开始重新排列形成晶体结构。
在金属中,晶核是指最早形成的晶体微粒。
晶核的形成受到多种因素的影响,如温度、杂质和晶界能量等。
3. 晶体生长晶体生长是金属的结晶过程中最重要的阶段之一。
在晶核周围,原子逐渐添加到晶体结构中,使得晶体逐渐增大。
晶体的生长速率与温度、溶质浓度和结晶界面的形态有关。
4. 晶体的排列随着金属的继续冷却,晶体逐渐增大并排列有序。
金属晶体的排列方式通常分为立方晶系、六方晶系和正交晶系等。
不同的金属具有不同的晶体结构。
三、金属结晶的特性金属的结晶过程赋予了金属一些特性,这些特性对金属材料的性能产生重要影响。
1. 晶粒尺寸晶粒尺寸是指金属中晶体的大小。
晶粒尺寸的大小对金属的力学性能、电学性能和耐蚀性能等产生影响。
通常情况下,晶粒尺寸越小,金属的性能越好。
2. 晶界晶界是相邻晶粒之间的边界区域,是金属中的缺陷。
晶界对金属的力学性能和导电性能等起着重要作用。
晶界的数量和性质直接影响着金属的性能。
3. 金属的力学性能金属的结晶过程直接影响其力学性能。
晶体的排列和晶粒尺寸等因素决定了金属的硬度、强度和韧性等力学性能。
4. 金属的导电性和导热性金属的结晶过程与金属的导电性和导热性密切相关。
金属的结晶•液体:原子或分子无序排列。
•固体(晶体):原子或分子有序规则排列。
•固体(非晶体):原子或分子无序排列•凝固:物质由液态转变为固态的过程称为凝固。
•(一次)结晶:物质由液态转变为晶体的凝固过程称为(一次)结晶。
•二次结晶:物质由一种晶体转变为另外一种或几种晶体(晶格类型变化)。
•再结晶:晶体中原子重新排列形成同种晶体(晶格类型不变)的新晶粒过程。
1.纯金属的结晶过程•纯金属有固定的熔点,恒温下结晶;实际开始结晶需要一定过冷度。
大多数合金没有固定熔点,在一定的温度范围内进行结晶。
•过冷度:实际结晶温度T r 与理论结晶温度T m 之间的差值ΔT 。
•结晶驱动力:过冷度提供的晶体与液体之间的自由能的差值ΔG 。
自由能G T r ΔGG 液G 固温度温度时间时间1)结晶示意图形核晶核长大有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报:奉献教育(店铺)2)形核方式•均匀形核:液相原子自发聚集形成晶核。
•非均匀形核:液相原子依附于已经存在的固体表面形核。
•形核阻力:固-液界面能。
•形核驱动力:过冷度提供的固-液自由能差。
•非均匀形核阻力小于均匀形核,所需过冷度较小。
3)晶核长大及结晶组织•平面状长大:液固界面以几乎平面的方式向液相推移,最后晶核长成块状晶粒。
•树枝状长大:液固界面某些部位长大速度远远大于其他部位,形成突起,该突起表面又形成新的突起,最后晶核长成枝状晶。
枝状晶照片3)晶核长大及结晶组织•晶核长大方式取决于液固界面附近的温度分布与成分分布。
•纯金属:正温度梯度(突起处过冷度较小),平面状生长(一般情况);负温度梯度(突起处过冷度较大),树枝状长大(较少情况)。
•合金:晶核表面附近低熔点组元较多,突起处过冷度较大(成分过冷),树枝状长大。
有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报:奉献教育(店铺)1)影响结晶速率的因素形核率:单位时间内,单位体积液相中形成的晶核数目。
长大率:单位时间内,液体界面相向液相中推进的距离。