7.均匀形核形核率

《7.均匀形核形核率》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、形核率形核率：形核率是指在单位时间单位体积液相中形成的晶核数目，以表示，单位为形核率对于实际生产十分重要形核率对于实际生产十分重要，形核率高意味着单位体积内的晶核数目多，结晶后可以获得细小晶粒的金属材料，这种金属材料不但强度高，塑性、韧性也好。形核率受两个方面因素的控制：1.一方面是随着过冷度的增加，品核的临界半径和形核功都随之减小，结果使晶核易于形成，形核率增加；2.另一方面，无论是临界晶核的形成，还是临界品核的长大，都必须伴随着液态原子向晶核的扩散迁移，没有液态原子向晶核上的迁移，临界晶核就不可能形成，即使形成了也不可能长大成为稳定晶核。但是增加液态金属的

2、过冷度，就势必降低原子的扩散能力，结果给形核造成困难，使形核率减少。3.这一对相互矛盾的因素决定了形核率的大小因此形核率可用下式表示式中，为受形核功影响的形核率因子，为受原子扩散能力影响的形核率因子，形核率则是以上两者的综合。图2.12为和与温度关系的示意图l由于主要受形核功的控制，而形核功与过冷度的平方成反比，过冷度越大，则形核功越小，因而形核率增加，故随过冷度的增加，也即温度的降低而增大。l主要取决于原子的扩散能力，温度越髙，过冷度越小，则原子的扩散能力越大，因而越大。l在由两者综合而成的形核率的曲线上出现了极大值l从该曲线可以看出，开始时形核率随过冷度的

3、增加而增大，当超过极大值之后，形核率又随过冷度的增加而减小，当过冷度非常大时，形核率接近于零。l这是因为n温度较高、过冷度较小时，原子有足够髙的扩散能量，此时的形核率主要受形核功的影响，过冷度增加，形核功减少，晶核易于形成，因而形核率增大；n但当过冷度很大（超过极大值后）时，矛盾发生转化，原子的扩散能力转而起主导作用，所以尽管随着过冷度的增加，形核功进一步减少，但原子扩散越来越困难，形核率反而明显降低了。对于纯金属而言其均匀形核的形核率与过冷度的关系如图2-12b所示，1.这一实验结果说明，在到达一定的过冷度之前，液态金属中基本不形核，一旦温度降至某一温度时，

4、形核率急剧增加，一般将这一温度称为有效形核温度。2.由于一般金属的晶体结构简单，从固态到液态的原子重构比较容易实现，凝固倾向十分强烈，形核率在到达曲线的极大值之前即已凝固完毕，看不到曲线的下降部分。非晶态金属或金属玻璃：如果采用极快速的冷却技术，例如使冷却速度大于，那么就可使液态金属过冷至远远超过其极大值，到达形核率为零的温度，这时的液态金属没有形核即凝固成固体，它的原子排列状况与液态金属相似，这种材料称为非晶态金属，又称金属玻璃。金属玻璃的性能及应用：非晶态金属具有高的强度和断裂韧度、优良的磁学性能和卓越的耐蚀性，是电子电力军事体育等领域的高新技术材料。