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平衡凝固过程与不平衡凝固过程

材料的凝固与气相沉积知识点 9:平衡凝固不妨定义分配系数,用于表征在总体含物质 B 量为 $C_0$ 时,物质 B 在凝固过程中于固体和液体中的分配比例情况如下:在 A、B 二元组分相图中,显然凝固过程中固体和液体对物质 B 的分配是不同的。$C_0$ 代表物质 B 的含量百分数。当含 B 量为 $C_0$ 的溶液开始凝固时,首先凝固出的晶核含 B 量为 $k C_0$,此时含 B 量最小。随着晶

晶核长大的必要条件以及影响因素

材料的凝固与气相沉积知识点5:晶核长大的必要条件金属液体过冷一旦形核,在继续降温过程中,液体中的原子会不断向晶核沉积,这一过程就是晶体的成长。晶体继续长大直至消耗完全部液体,结晶过程就结束了。过冷度的影响:在过冷度过小时,熔化速率大于凝固速率,此时晶核不会长大,并且会缓慢熔化。在过冷度足够大时,熔化速率小于凝固速率,此时晶核不断长大。随着过冷度的增大,长大凝固的速率会越来越大,直到来不及形成晶体,

非均匀形核的形核功

材料的凝固与气相沉积知识点 4:非均匀形核的形核功非均匀形核是指液体在容器壁或固体杂质表面形核,其晶核呈球冠状几何形状(如图 1 所示),相比均匀形核更易发生。4.1 图表与张力平衡图表 1 说明L(Liquid):液体S(Solid):凝固形成的固体B(Base):容器壁(基底)晶核在基底水平方向静态稳定,在液面方向存在生长驱动力。张力平衡如下:$$ \sigma_{LB} = \sigma_{

过冷度,均匀形核的能变、形核率

材料的凝固与气相沉积知识点 1:为什么结晶需要过冷度根据热力学第二定律,只有当吉布斯自由能(Gibbs Free Energy)减少时,过程才能自发进行。结晶的热力学判据基于自由能变化 $ \Delta G $。在恒压条件下,自由能变化为: