文档介绍：第二章液态结构与固液相变§:配料、熔化凝固成型三个阶段。配料是确定具有某些元素的各金属炉料的加入百分数;熔炼是把固态炉料熔化成具有确定成分的液态金属;凝固是金属由液态向固态转变的结晶过程,它决定着金属材料的微观组织特征。固态金属按原子聚集形态分为晶体与非晶体。晶体凡是原子在空间呈规则的周期性重复排列的物质称为晶体。单晶体在晶体中所有原子排列位向相同者称为单晶体多晶体大多数金属通常是由位向不同的小单晶(晶粒)组成,属于多晶体。在固体中原子被束缚在晶格结点上,其振动频率约为1013次/s。液态金属?液态金属中的原子和固态时一样,均不能自由运动,围绕着平衡结点位置进行振动但振动的能量和频率要比固态原子高几百万倍。液态金属宏观上呈正电性,具有良好导电、导热和流动性。液态金属结构的研究方法1、间接方法:通过固态—液态、固态—气态转变后物理性质变化判断原子结合状况;2、直接方法:X射线衍射(或中子线)进行结构分析。~7%,即原子间距平均只增大1~%金属从0k到熔点的固态体积膨胀几乎都是7%,因此金属熔化时的体积膨胀不超过固态时的体积变化总量,液态金属的结构不可能完全无序!金属SnZnMgAlAgCuFeTi(VL-VS)/~7%见表1这就可以认为金属由固态变成液态时,原子结合键只破坏一个很小的百分数,只不过它的熔化熵相对于固态时的熵值有较多的增加,表明液态中原子热运动的混乱程度,与固态相比有所增大。比热容,与固态相比虽然稍大一些,但具有相同的数量级。表1几种金属的熔化潜热与气化潜热返回由此可见:液态金属在结构上更象固态而不是汽态,原子之间仍然具有很高的结合能。金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏,液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。可以说,在熔点(或液相线)附近,液态金属(或合金)的原子集团内短程结构类似于固体,而与气体截然不同。但需要指出,在液-气临界点(Tc),液体与气体的结构往往难以分辨,说明接近Tc时,液体的结构更接近于气体。液态金属的衍射结构参数偶分布函数g(r)物理意义:距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率,换言之,表示离开参考原子(处于坐标原点r=0)距离为r位置的原子数密度ρ(r)对于平均数密度ρo(=N/V=粒子数N/体积V体系)的相对偏差。ρ(r)=ρog(r)2、X射线衍射进行结构分析径向分布函数—RDF:RDF=4πr2ρog(r)表示在r和r+dr之间的球壳中原子数的多少。配位数N1:表示参考原子周围最近邻(即第一壳层)的原子数。配位数N1的求法:RDF第一峰之下的积分面积;配位数:X射线衍射分析图2-1是由X射线衍射结果整理而得的原子密度分布曲线。横坐标r为观测点至某一任意选定的原子(参考中心)的距离,对于三维空间,它相当于以所选原子为球心的一系列球体的半径。纵坐标表示当半径增减一个单位长度时,球体(球壳)内原子个数的变化值,其中(r)称为密度函数。