chapter8phasetransformation

chapter8phasetransformation内容摘要：

p (0 RTqnQ SL  质点由 固相向液相 迁移的速率： )e x p (0 RT qGnQ LS ＋ 质点由 液相向固相 迁移的 净 速率： )]e x p (1)[e x p (n 0 RT GRT qQ  线性生长速率 nBRTqTTHG)/e x p(/00)]e x p (1)[e x p (n 0 RT GRT qQu  界面层的厚度 讨论： a. 当 T  T0， 即  T0， GRT，则 20RTTHBu  。 ，即说明在高温阶段，  uT,Tub. 当 TT0， 则 GRT,此时 Bu 此时，生长速率达 极大值 ，一般约在 105cm/s范围。 线性生长速率 )]e x p(1[)]e x p(1.[0 RTGBRTTTHBu  Tlogu 出现峰值原因 ： 高温阶段主要由液相变成晶相的速率控制，增大 T 对此过程有利，故 u 增大。 低温阶段主要由相界面扩散控制，低温不利于扩散，故 u 降低。 2）实际晶体的螺位错生长机构 U∝ （ ΔT） 2 螺位错生长示意图 针状莫来石晶体的螺位错生长 实例 1 碳化硅晶体的螺位错生长 实例 2 总结晶速率 表示方法： 的关系式。 ～ t VV 推导： 相相  t=0 V 0 t= V=VV  V 在 dt 时间内形成新相的粒子数 dtVN  VI＝假设新相为球状，生长速率 u 为常数，在 dt 时间形成新相体积为 3)(34.. utdtVIVNdVV 转变初期 V＝ V V d tItud VV 3334  在 t 时间内产生的新相的体积分数  t V dttuIVV0 3334 假设 IV、 u 与 t 无关。 4331 tuIVVV ＝校正 ： (1) 阿弗拉米对相变动力学方程作了适当的校正，导出公式 ]31e xp [ 1 43 tuIVV V －＝在相变初期，转化率较小时， 4331 tuIVVV ＝(2) 考虑时间对两个速率的影响，导出的关系式为 )e xp (1 nktVV ＝ n:阿弗拉米指数 )e xp (1 nktVV ＝讨论 ： (1) 当 IV随 t 减少时， 3 n  4 (2) 当 IV随 t 增大时， n 4 阿弗拉米方程的用途： 研究属于扩散控制的转变 蜂窝状转变，如：多晶转变。 转变三阶段 ： 诱导期 (IV 影响较大 ) 自动催化期 ( u 影响较大 ) 相变后期，转化率达 100％。 析晶过程 Tu IV u IV A B Iv u 图 1 熔体的成核速度 (Iv) 与晶体生长速度 ( u ) 曲线 温度Iv u 图 2 对应的烧成曲线时间温度应用举例 Iv u 温度 速度 b 成核与生 长温度 时间 温度 Iv u c 温度 速度 d 成核温度 生长温度 时间 温度 A B C 影响析晶能力的因素 (1) 熔体的组成 从相图分析 结论 ：从降低熔制温 度和防止析晶的角度出发，玻璃的 组分应考虑 多组分 ，并且其组成应 尽量选择在 相界线 或共熔点附近。 (2) 熔体的结构 熔体的析晶能力的两个主要决定因素： 熔体结构网络断裂程度 (碱金属含量高 ) 熔体中所含网络变性体及中间体的作用 (含量不多 ) •粘度小 •扩散作用强 •有利于原子的定向排列 •有利于析晶 •碱金属含量高 (3) 界面情况 相分界面 是熔体析晶的必要条件。 •1）分相为釉熔体形成晶核提供推动力 • 例如：铁红釉 •3）分相使其中的一相某物质浓度更大 •4）分相的界面为析晶提供有利部位 •5）分相后其中的一相具有比均匀母相更大的原子迁移率 •A：贫铁区 •B：富铁区 •C：贫铁区 •D: 结晶晶体 2）分相使分解的液相比原始相更接近化学计量 (4) 外加剂 作用机理 ：在晶核表面引起不规则性 (相当于晶核作 用 )增加界面处的流动度 应用：合成陶瓷颜料晶体时常 加入少量矿化剂 167。 7－ 3 玻璃的分相 内容 ： 一、相图的热力学推导 二、分相现象与驼峰曲线 三、两种分相机理 四、分相范围及分相实质 五、分相对材料性质的影响及分相应用 一、相图的热力学推导 推导步骤： 任取一温度，假定体系可能以多种方式存在； 计算每一 种方式的 自由能－组成 曲线； 比较它们的自由能，其 自由能最小 的存在方式就是相图中实际存在的情况； 在所有温度下重复上述工作。 (一 ) 自由焓组成曲线 二元系统可能存在的状态。