凝固与偏析(精选PPT)
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凝固过程中的偏析嘿,咱今儿来聊聊凝固过程中的偏析这事儿哈!你说这凝固,就像是一场奇妙的旅程,而偏析呢,就像是旅途中的小插曲。
想象一下,在那凝固的过程中,各种元素就像一群小伙伴,本来应该均匀地分布在一起,快快乐乐的。
可偏不,有些元素就爱搞特殊,非要聚集在一块儿,这就出现偏析啦!就好像一群人去参加聚会,有的人就老是扎堆在一个角落,不愿意到处走走逛逛。
这偏析啊,可不是啥小打小闹的事儿。
它能对材料的性能产生大影响呢!好比说,一块材料本来应该坚固无比,可就是因为偏析,这儿弱了那儿强了,整体质量就不那么可靠啦。
这就好像盖房子,要是砖头分布不均匀,这房子能结实吗?咱再深入说说,偏析有好几种类型呢。
有宏观偏析,那家伙,一出现就是大场面,影响范围可广啦。
还有微观偏析,虽然没那么显眼,但也在偷偷搞小动作呢。
就像一个大家庭里,有那种大大咧咧很显眼的问题,也有一些细微的小摩擦。
那怎么对付这偏析呢?这可得好好琢磨琢磨。
咱可以从源头抓起呀,在材料的制备过程中就多留意,就像照顾小孩子一样,精心呵护,尽量让那些元素乖乖听话,均匀分布。
或者通过一些特殊的工艺手段,来调整它们的分布情况,这就像是给调皮的小伙伴立规矩一样。
而且啊,不同的材料在凝固过程中偏析的情况还不一样呢!有的材料可能比较容易出现偏析,有的就相对好一些。
这就跟人的性格似的,各不相同。
那咱就得根据不同的材料特点,想出不同的应对办法来。
你说这凝固过程中的偏析是不是挺有意思?它虽然有时候会给我们带来些小麻烦,但也正是因为有了它,我们才更要去深入研究,去想办法解决呀!这样才能让我们的材料变得更好,更符合我们的需求。
所以啊,可别小瞧了这小小的偏析,它背后可有大学问呢!咱可得认真对待,好好研究,让它在我们的掌控之中,为我们所用,而不是给我们捣乱哟!。
第四章 凝固4.1 纯晶体的凝固4.1.1 液态结构与固态物质相比,液态物质呈现的主要特征是:1、长程无序,与晶体不同,在液态下,内部的原子不再呈现长程有序结构;2、结构起伏, 原子的排列在不断的变化;液态物质的结构特征一般用径向分布函数表征,一般用X 射线可以测定。
从径向分布函数可推出原子间距和配位数。
表1中列出了部分元素在固态和液态的原子间距和配位数。
一般情况下 从固态到液态原子间距增大,配位数减小,但也有少数的元素相反。
如非密排亚金属元素B i, Sb, Ga, Ge 等。
对于液态结构的原子结构模型,学术界尚未取得一致的认识,比较典型的模型有准晶(Banker )模型和非晶(Bernal )模型表1 部分元素的固态和液态结构数据4.1.2结晶的热力学条件1. 单元系的自由焓液态的自由焓: G L =H L -TS L固态的自由焓: G S =H S -TS s由于热焓和熵均可以根据热力学的基本关系式求得:dH=C P dT H=⎰T C pdT 298(取2980K, 即250C 时H=0)S=⎰TdT T Cp 0)/( (取00K 时熵为0)所以可求得G 与温度的关系曲线从图1中所示的G-T 曲线可知:1) G 随温度上升而下降,但G L 下降的幅度(曲线的斜率)比G s 大,因为液态的熵大;(G=H-TS )2) T>T m 时,G L <G S , 所以系统以液态存在, 3)T<Tm 时,G L >G S , 所以系统以固态存在,2. 凝固时的热力学条件如前所述,T =T m 时,G L =G S 凝固不会进行, 只有当T<T m 时,G S <G L ,凝固过程才得以进行。
令∆G=G S -G L令∆T=T m -T, 称之为过冷度。
只有∆T>0,才有∆G<0所以:∆T>0是凝固的热力学条件, ∆G 称之为凝固的驱动力。
∆G 的绝对值越大,凝固的驱动力也就越大。