液态金属的结晶过程的条件:降温是必须的条件!控制降温速度,可以控制结晶形状和结构。
液态金属的结晶的主要原因:是降温,冷凝。
液态金属结晶过程:首先,系统通过起伏作用在某些微观小区域内克服能量障碍而形成稳定的新相晶核;新相一旦形成,系统内将出现自由能较高的新旧两相之间的过渡区。为使系统自由能尽可能地降低,过渡区必须减薄到最小原子尺度,这样就形成了新旧两相的界面;然后,依靠界面逐渐向液相内推移而使晶核长大。直到所有的液态金属都全部转变成金属晶体,整个结晶过程也就在出现最少量的中间过渡结构中完成。由此可见,为了克服能量障碍以避免系统自由能过度增大,液态金属的结晶过程是通过形核和生长的方式进行的。在存在相变驱动力的前提下,液态金属的结晶过程需要通过起伏(热激活)作用来克服两种性质不同的能量障碍(简称能障),两者皆与界面状态密切相关。一种是热力学能障,它由被迫处于高自由能过渡状态下的界面原子所产生,能直接影响到系统自由能的大小,界面自由能即属于这种情况;另一种是动力学能障,它由金属原子穿越界面过程所引起,原则上与驱动力的大小无关而仅取决于界面的结构与性质,激活自由能即属于这种情况。前者对形核过程影响颇大,后者在晶体生长过程中则具有更重要的作用。而整个液态金属的结晶过程就是金属原子在相变驱动力的驱使下,不断借助于起伏作用来克服能量障碍,并通过形核和生长方式而实现转变的过程。
备注提醒:
液态金属:就是非晶合金的俗称。 物质按状态分为:气态,液态,固态 气态是无序的,固态是有序的。液态是介于二者之间----近程有序,远程无序。 而非晶合金也正好跟液态物质的微观结构相似。 我们常见的玻璃就是这样的物质(虽然它不是金属材料),虽然你看到它是固态的,但是它的微观结构跟液态没有太大的区别。生活中的黄油也是这样的。
结晶 :在化学里面,热的饱和溶液冷却后,溶质以晶体的形式析出,这一过程叫结晶。