文档介绍：:物质从液态到固态的转变过程。也称为结晶过程。凝固过程中各种条件不同,使内部组织结构不同,晶体的物理、化学和力学性能也会发生改变。3一、液态结构液体中原子间距大于固体密排结构固体的液态配位数减少,体积增大,非密排结构相反液态原子排列混乱度增大长程无序,短程有序局部的有序与无序随原子热运动不断形成和消失形成结构起伏和能量起伏4二、凝固热力学条件结晶的驱动力:自由能差。结晶的能量条件:存在结晶过冷度(△T=T0–Tn)T<Tm是结晶的必要条件液态T0TTn△GG△T固态5三、过冷现象过冷现象:实际结晶温度总是低于平衡结晶温度。温差值称为过冷度。受到杂质、冷速等影响。即ΔGV与ΔT呈直线关系,过冷度越大,液态和固态的自由能差值越大,相变驱动力越大,凝固过程加快。6四、结晶一般过程结晶的两个过程:晶核形成、晶核长大形核率:单位时间、单位体积液体形成晶核数量。长大速度:晶核生长时,液/固界面在垂直界面方向上单位时间内迁移的距离。:均匀形核:晶核直接在液相中形成。非均匀形核:晶核附在液相中已有固体的表面形成。一、晶体形核8T<Tm,液相中时聚时散的短程有序原子集团,成为均匀形核的“胚芽”或称晶胚,内部的原子呈现晶态的规则排列,外层原子与液体中不规则排列的原子相接触而构成界面。均匀形核存在临界晶核,其半径rk当r<rk,长大使ΔG增加,晶核熔化当r=rk,熔化长大都可能当r>rk,长大使ΔG减小,晶核长大9形核功临界晶核时,有分别带入相关方程式形成临界晶核时自由能增加,与ΔT2反比过冷度越大,临界晶核越小,形核功越小,形核几率增大熔点时无形核10形核功与表面能临界形核时的能量增高等于表面能的1/3,液/固能量差可补偿2/3表面能,另外1/3靠液体中的能量起伏补足。形核要在一定的过冷条件下才可能,此时液体中的结构起伏和能量起伏瞬间满足形核条件,晶胚继续长大。