成分过冷.ppt

连续生长的结果，晶体的棱角不很分明。金相观察时，晶体的表面是光滑的。 据估计，?1约为100-102cm/(s,K)数量级，因此在很小的过冷度下就可达很大的生长速率。通常，铸锭凝固时晶体生长速率约为10-2 cm/s，界面前沿的动力学过冷度 10-2-10-4K。 * 2011-3-31结束 面心立方晶体反射孪晶及其凹角边界 面心立方晶体反射孪晶及其凹角边界 根据缺陷的种类，小平面晶体可以有不同的宏观形态：若是线缺陷，则为针状；面缺陷则呈片状。 合金分类（凝固时晶体形成特点）单相合金：凝固时只析出一个固相的合金。如固溶体、金属间化合物等。多相合金：凝固时同时析出两个相的合金。如共晶、包晶或偏晶转变的合金。 只讨论单相合金的溶质再分配问题。 * 宝石界将红宝石之外的各色宝石级刚玉都称为蓝宝石 。刚玉中因含有铁（Fe）和钛（Ti）等微量元素，而呈现蓝、天蓝、淡蓝等颜色，其中以鲜艳的天蓝色者为最好。 红宝石是指颜色呈红色、粉红色的刚玉，它是刚玉的一种，主要成分是氧化铝(Al2O3)，红色来自铬(Cr)。 合金分类（凝固时晶体形成特点）单相合金：凝固时只析出一个固相的合金。如固溶体、金属间化合物等。多相合金：凝固时同时析出两个相的合金。如共晶、包晶或偏晶转变的合金。 只讨论单相合金的溶质再分配问题。 fs和fL分别为固相和液相的重量分数。分三种情况讨论溶质再分配（忽略固相扩散）。 fs和fL分别为固相和液相的重量分数。分三种情况讨论溶质再分配（忽略固相扩散）。 C0虽然远离共晶成分，但有共晶体析出— nonequilibrium eutectic 非平衡共晶。 * 注：由于假设液固相的密度相等，因此溶质浓度无论是体积浓度还是质量浓度，本章的计算过程和计算结果是一样的。体积分数就是质量分数。只要一致即可 式4.23与浓度单位无关！ 式4.25与溶质浓度无关都成立！ The actual temperature in the growing crystal is TA, the curve must pass through T* at the interface x=0, but otherwise its shape is dictated by heat flow. The actual temperature in the growing crystal is TA, the curve must pass through T* at the interface x=0, but otherwise its shape is dictated by heat flow. Constitutional supercooling theory and Constitutional supercooling criterion 成分过冷理论以及成分过冷判据. heat and mass flow 即考虑温度梯度和浓度梯度 正温度梯度和浓度梯度这两个相反效应的相互抵消之后而获得 * 注意液相线斜率为温度差与溶质浓度之比，其中浓度只取百分浓度的分子数！！！ Figure 3.2f Example 8: A solid/liquid interface becomes unstable when relation GL?0 (GL?mGc) is obeyed in the case of a pure metal (alloy). Show that GL?0 is implied by relation GL?mGc. Discuss the differences. 解： GL?0 （纯金属） GL?mGc （合金） * 例8 对于满足G?0的金属或满足G?mGc的合金，固液界面将发生失稳。证明后者中也隐含着前者，并讨论二者的差别。 稳态时，在平面状固液界面处，Gc?C0。随着合金纯度的增加，Gc不断减小、消失（Gc=0），这时后者就变为前者。但是这两种情况是有差别的。纯金属的失稳仅受热传导的制约，而合金则同时受到热传导和溶质扩散的控制。因此最终最终的界面形态也不相同。 Example 9: 用纯几何的方法计算相体积分数，在此分数下，棒状或层片状组织均具有较低的总?/?界面能。假定?/?界面能为各向同性，相间距?在两种情况下相等，并为常数. 解：如图所示，取一单位长度的体积元为研究对象。 * 对单位长度的棒状共晶，总界面面积A与体积元的体积V之比为: 层状共晶 棒状共晶 对单位长度的层片状共晶，总界面面积A与体积元的体积V之比为: 棒状共晶的体积分数为： * 单位体积的棒状和层片状共晶的界面面积相等时，有： 即：