固态相变 第7章 有序无序转变

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。

固态相变教学大纲固态相变教学大纲一、课程简介：固态相变是材料科学与热力学中的重要概念之一，涉及物质在固态下由一种有序结构向另一种有序结构的转变过程。

本课程旨在介绍固态相变的基本概念、分类以及相关实验方法和应用领域。

二、课程目标：1. 理解固态相变的基本概念和分类；2. 掌握固态相变的实验方法和测量技术；3. 了解固态相变的应用领域和意义；4. 培养学生的实验操作和科学研究能力。

三、教学安排：第一讲：固态相变的基本概念1. 相变的定义和物质状态的分类；2. 固态相变的特点和机制；3. 固态相变的分类和示例。

第二讲：固态相变的热力学基础1. 热力学第一定律与相变；2. 热力学第二定律与相变；3. Gibbs自由能与相变。

第三讲：固态相变的实验方法1. 差示扫描量热法（DSC）；2. X射线衍射法（XRD）；3. 电子显微镜观察法。

第四讲：金属固态相变1. 铁系金属的相变；2. 镁、锌等金属的相变；3. 合金的相变规律和应用。

第五讲：无机物固态相变1. 二氧化硅的相变；2. 硅等无机材料的相变；3. 无机非晶态转变为晶态的过程。

第六讲：聚合物固态相变1. 高分子材料的相变过程；2. 热塑性聚合物的相变；3. 弹性体的团聚态相变。

第七讲：固态相变的应用1. 固态相变在材料科学中的应用；2. 固态相变在能源存储领域的应用；3. 固态相变在电子器件中的应用。

四、教学评估：1. 课堂参与和讨论；2. 实验报告撰写和展示；3. 期末考试。

备注：本大纲仅供参考，具体教学内容和安排需根据实际情况进行调整。

固态相变的主要类型及特点
固态相变的主要类型和特点如下：
1. 扩散型相变：这类相变涉及原子或离子的扩散。

特点是需要较高的温度，原子或离子活动能力强，会使相的成分发生改变。

包括脱溶沉淀、调幅分解、共析转变等。

2. 非扩散型相变：这类相变中，原子或离子仅作有规则的迁移，使点阵发生改组。

其特点是迁移时相邻原子相对移动不超过原子间距，相邻原子的相对位置保持不变，可以在原子或离子不能扩散时发生。

例如马氏体转变。

3. 一级相变：自由能的一阶偏导数不相等，相变伴随着体积的膨胀或收缩，潜热的放出或吸收。

大多数相变为一级相变。

4. 二级相变：自由能的一阶偏导数相等，但自由能的二阶偏导数不相等。

其特点是材料无体积效应和热效应，如压缩系数、热膨胀系数、比定压热容突变。

大多数磁性转变和有序-无序转变为二级相变。

此外，还有调幅分解、有序化转变、块状转变等相变类型，具体可咨询专业人士获取更多信息。