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形核，金屬學與熱處理均勻形核與非均勻形核的區(qū)別

來源：整理 時間：2023-09-02 11:16:47 編輯：智能門戶 手機版

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1，金屬學與熱處理均勻形核與非均勻形核的區(qū)別

均勻形核需要過冷度，非均勻形核不需要過冷度，均勻形核形核速度不變，非均勻形核，形核速率開始較快，然后較慢。

金屬學與熱處理均勻形核與非均勻形核的區(qū)別

2，臨界形核的定義

臨界晶核只是晶體形核需要的一個臨界尺寸，實際是亞穩(wěn)定的，當有一個原子加入后，晶核可能繼續(xù)長大，當沒有原子加入時，晶核有可能消失。
大家都是從理論上說，這個我也知道。但是，若是實際想要測得這個臨界形核半徑的話，按照理論的定義是無法實現(xiàn)的。
不行的呢 嘿嘿臨界形核 就是說形核后不會消失了的尺寸哦 嘿嘿
這樣的定義肯定是不對的。我們可以按照你所說的化學計量配比認為的配置合金成分，這樣在遠高于其熔點的溫度金屬液的成分就是達到化學計量比的成分，但是這個時候沒有形核。所以這樣的定義不對。
The nuclei is a cluster whose size is larger enough to grow up when only one atom is added on.

臨界形核的定義

3，為什么形核過程中一定要有能量起伏

1）形核的驅動力和阻力相同； 2）臨界晶核半徑相等； 3）形成臨界晶核需要形核功； 4）結構起伏\x0d和能量起伏是形核的基礎； 5）形核需要一個臨界過冷度；\x0d6）形核率在達到極大值之前,隨過冷度增大而增加.與均勻形核相比,非均勻形核的特點：\x0d1）非均勻形核與固體雜質接觸,減少了表面自由能的增加；\x0d2）非均勻形核的晶核體積小,形核功小,形核所需結構起伏和能量起伏就??；形核容易,臨界過冷度\x0d?。?）非均勻形核時晶核形狀和體積由臨界晶核半徑和接觸角共同決定；臨界晶核半徑相同時,接觸角越\x0d小,晶核體積越小,形核越容易；\x0d4）非均勻形核的形核率隨過冷度增大而增加,當超過極大值后下降一段然后終止；此外,非均勻形核
就均勻形核而言，形核半徑大于臨界形核半徑時，液固界面自由能差只能補償表面能的2/3，體系自由能仍大于零，因此需要能量起伏補償1/3

為什么形核過程中一定要有能量起伏

4，人們對裂紋的形核提出了哪些理論

金屬的凝固特性需要掌握的主要內容概念:1,溫度場的描述(不穩(wěn)定溫度場,穩(wěn)定溫度場,等溫面,等溫線,溫度梯度)2,鑄件的凝固方式(逐層凝固,中間凝固,體積凝固)3,均質形核與非均質形核4,晶體長大5,單相合金的結晶與多相合金的結晶6,平衡結晶與非平衡結晶7,溶質再分配系數(shù)與成分過冷8,共生區(qū)與共生生長9,離異生長與離異共晶溫度場的描述(不穩(wěn)定溫度場,穩(wěn)定溫度場,等溫面,等溫線,溫度梯度)復習掌握穩(wěn)態(tài)溫度場和不穩(wěn)態(tài)溫度場的區(qū)別掌握不穩(wěn)態(tài)溫度場的微分方程表達式及邊界條件初始條件溫度場的求解方法(解析法,數(shù)值法及試驗法)掌握等溫面,等溫線和溫度梯度的定義和表達方式逐層凝固 體積凝固 中間凝固鑄件凝固方式對凝固液相的補縮能力影響很大,從而影響最終鑄件的致密性和熱裂紋產生幾率均質形核與非均質形核要掌握的內容臨界形核半徑臨界形核功形核率非均質形核條件(主要考慮兩相之間的錯配度)非均質形核形核條件1,結晶相的晶格與雜質基底晶格的錯配度δ 的影響晶體長大粗糙界面和光滑界面的文字敘述粗糙界面:界面固相一側的點陣位置只有約50%被為固相原子所占據(jù),形成坑坑洼洼,凹凸不平的界面結構.粗糙界面也稱"非小晶面"或"非小平面".光界滑面:界面固相一側的點陣位置幾乎全部為固相原子所占滿,只留下少數(shù)空位或臺階,從而形成整體上平整光滑的界面結構.光滑界面也稱"小晶面"或"小平面".基于不同生長界面表現(xiàn)出的不同的長大方式

5，形核功的定義

大多數(shù)固態(tài)相變都需經歷形核和生長兩個階段。在無擴散型相變中為非熱激活形核（變溫形核）；擴散型相變的形核與凝固類似，符合經典形核方式；極個別的是無核轉變，如調幅分解。新相的形核也有均勻形核和非均勻形核兩種方式。均勻形核　在均勻母相中，也存在著各種起伏。如果母相中的組態(tài)、成分、密度起伏與新相近似時，則在這些區(qū)域中就可能形成新相胚芽，當這些胚芽大到一定尺寸時，就可作為穩(wěn)定晶核而長大。　固態(tài)轉變時，由于新相與母相的比容不同，會產生應變能( ε )，在固-固相變時起著重要作用。設晶胚是半徑為 r 的球形，則形成晶胚所引起系統(tǒng)自由能的變化。△G=(-4/3)π(r^3)(△Gv+ε)+4π(r^2)σ　將上式中△ G 與 r 之間的函數(shù)關系作圖。當△ G v +ε <0時，△ G 曲線有極大值△ G * ，稱為臨界形核功；△ G * 所對應的 r * 稱為臨界晶核半徑。
大多數(shù)固態(tài)相變都需經歷形核和生長兩個階段。在無擴散型相變中為非熱激活形核（變溫形核）；擴散型相變的形核與凝固類似，符合經典形核方式；極個別的是無核轉變，如調幅分解。新相的形核也有均勻形核和非均勻形核兩種方式。均勻形核　在均勻母相中，也存在著各種起伏。如果母相中的組態(tài)、成分、密度起伏與新相近似時，則在這些區(qū)域中就可能形成新相胚芽，當這些胚芽大到一定尺寸時，就可作為穩(wěn)定晶核而長大?！」虘B(tài)轉變時，由于新相與母相的比容不同，會產生應變能( ε )，在固-固相變時起著重要作用。設晶胚是半徑為 r 的球形，則形成晶胚所引起系統(tǒng)自由能的變化?！鱣=(-4/3)π(r^3)(△gv+ε)+4π(r^2)σ　將上式中△ g 與 r 之間的函數(shù)關系作圖。從圖中可以看出，當△ g v +ε <0時，△ g 曲線有極大值△ g * ，稱為臨界形核功；△ g * 所對應的 r * 稱為臨界晶核半徑。希望能幫助你，祝你學習進步如有問題請追問，如有其他問題請求助我如果對我得回答滿意***************************************************請點擊選為滿意回答這是你對我最大的肯定，謝謝！

6，液態(tài)金屬凝固時先要形核那個形核功是什么意思

一、自發(fā)形核 （均勻形核、均質形核）是指在均勻單一的母相中形成新相結晶核心的過程。1. 自發(fā)形核的能量變化什么樣的結構起伏能成為結晶的核心?(能量條件\尺寸大小)形核的實質:晶胚不斷從液態(tài)金屬中得到原子而繼續(xù)長大。形核時的能量變化：L—S體積自由能 Fv減少；同時新表面形成→表面自由能 Fs增加。系統(tǒng)總的自由能變化：F降低有利于結晶的進行。假設晶胚為球形，半徑為r。那么△F=-4/3πr3 △Gv +4πr2σ△Gv:單位體積自由能差；σ：單位表面積自由能在一定條件下，△Gv；σ均為定值。那么△F是關于r的函數(shù)。形成臨界晶核時對應的形核功為臨界形核功。臨界形核功當晶胚在臨界半徑形核時，系統(tǒng)的總自由能最高，隨r增大，自由能降低，可以自發(fā)進行，但畢竟仍大于零（正值），要形核時必須有一定的能量補償。對應于rk時，△F 最大。稱之為臨界形核功 △FK表示。△FK=1/3*AK*σ 是臨界晶核表面能的1/3。這部分能量靠能量起伏來提供--------晶核可以形成所謂能量起伏是指系統(tǒng)中微小體積所具有的能量，短暫偏離其平均能量的現(xiàn)象。經過近一步的計算有△FK∝1/ΔT2 隨ΔT增加，△FK劇烈減少。
你是學材料的嗎？推薦你材料科學基礎，上海交大版本，p228。簡而言之，就是形核時所需要的最小能量。一方面是原子排列規(guī)則導致能量的降低，另一方面是晶胚表面的表面能引起能量的增加。兩方面能量的差值就是最終的形核功。
大多數(shù)固態(tài)相變都需經歷形核和生長兩個階段。在無擴散型相變中為非熱激活形核（變溫形核）；擴散型相變的形核與凝固類似，符合經典形核方式；極個別的是無核轉變，如調幅分解。新相的形核也有均勻形核和非均勻形核兩種方式。均勻形核　在均勻母相中，也存在著各種起伏。如果母相中的組態(tài)、成分、密度起伏與新相近似時，則在這些區(qū)域中就可能形成新相胚芽，當這些胚芽大到一定尺寸時，就可作為穩(wěn)定晶核而長大?！」虘B(tài)轉變時，由于新相與母相的比容不同，會產生應變能( ε )，在固-固相變時起著重要作用。設晶胚是半徑為 r 的球形，則形成晶胚所引起系統(tǒng)自由能的變化?！鱣=(-4/3)π(r^3)(△gv+ε)+4π(r^2)σ　將上式中△ g 與 r 之間的函數(shù)關系作圖。從圖中可以看出，當△ g v +ε <0時，△ g 曲線有極大值△ g * ，稱為臨界形核功；△ g * 所對應的 r * 稱為臨界晶核半徑。希望能幫助你，祝你學習進步如有問題請追問，如有其他問題請求助我如果對我得回答滿意***************************************************請點擊選為滿意回答這是你對我最大的肯定，謝謝！
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