柱状晶PPT精选文档
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种，但是万物都会有规律，晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的，即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、丫、Z（U）（Z轴也可叫做主轴”来表示，而为了更好表示轴之间的度数，我们用a $ 丫来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式：立方晶系（也称等轴晶系）、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系（也称斜方晶系）、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系；中级晶族有六方、四方、三方三个晶系；低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
&轴晶乐四方晶系三方/六方晶系斜方晶系单斜晶系涂I占盛申曲包立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的，即X=Y=Z，且互相垂直，即a =$ =丫=90° 对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系。
属于立方晶系的有：面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状，四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看咼低宽窄都差不太多，相对晶面和相邻晶面都相似，横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为：氯化钠。
晶体实物图:二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直，即a =B =Y =9。
其中两个水平轴（X 轴、丫轴）长度一样，Z轴的长度可长可短，通俗的说：四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体，有的是长柱体，有的是短柱体，即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形，四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都是一样的，但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴（X轴、丫轴）发育大于Z轴，那么晶体就会呈现四方板状，最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍 B 了。
柱状晶(医疗医学)
图5-6 晶体与型壁交会处产生“脖颈”促使晶体发生脱落而游离
医疗课件
15
图5-7 游离晶体的生长、局部熔化与增殖
医疗课件
16
三、 枝晶熔断及结晶雨理论
生长着的柱状枝晶在凝固界面前方的熔断、游离和 增殖导致了内部等轴晶晶核的形成，称为“枝晶熔 断”理论。
液面冷却产生的晶粒下雨似地沉积到柱状晶区前方 的液体中，下落过程中也发生熔断和增殖，是铸锭 凝固时内部等轴晶晶核的主要来源，称为“结晶雨” 理论。
医疗课件
20
一、合理地控制浇注工艺和冷却条件 二、孕育处理 三、动力学细化
医疗课件
21
合理的浇注工艺 冷却条件的控制
医疗课件
22
浇注温度
合理的浇注工艺
合理降低浇注温度是减少柱状晶、获得 及细化等轴晶的有效措施。但过低的浇 注温度将降低液态金属的流动性，导致 浇不足和冷隔等缺陷的产生。
浇注方式
内部等轴晶区 的晶粒较为粗大;
医疗课件
3
图5-2 几种不同类型的铸件宏观组织示意图 （a）只有柱状晶;（b）表面细等轴晶加柱状晶;（c）三个晶区都有;（d）只有等轴晶
医疗课件
4
大柱多状数晶工业的应特用点情是况各下向，异希望性铸，件对宏于观诸组如织磁获得性
各向同性的等轴细晶粒组织。为此，应创造条件
柱状晶生长过程的动态演示
医疗课件
8
液
铸
态
型
金
属
柱状晶生长过程的动态演示
医疗课件
9
第三节 内部等轴晶的形成机理
一、“成分过冷”理论 二、激冷等轴晶型壁脱落与游离理论 三、 枝晶熔断及结晶雨理论 四、单个等轴晶形成过程的动态演示
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种，但是万物都会有规律，晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的，即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、Y、Z（U）（Z轴也可叫做“主轴”）来表示，而为了更好表示轴之间的度数，我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式：立方晶系（也称等轴晶系）、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系（也称斜方晶系）、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系；中级晶族有六方、四方、三方三个晶系；低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的，即X=Y=Z，且互相垂直，即α=β=γ=90°，对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系。
属于立方晶系的有：面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状，四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多，相对晶面和相邻晶面都相似，横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为：氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图：晶体实物图：二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直，即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴（X 轴、Y轴）长度一样，Z轴的长度可长可短，通俗的说：四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体，有的是长柱体，有的是短柱体，即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形，四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都是一样的，但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴（X轴、Y轴）发育大于Z轴，那么晶体就会呈现四方板状，最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
胞状晶 柱状晶
胞状晶柱状晶
胞状晶和柱状晶是材料科学中常见的两种晶体形态，以下是对这两种晶体形态的具体分析：
- 胞状晶：胞状晶通常是指在凝固过程中形成的具有一致晶体取向的晶粒。
在胞状晶的生长过程中，如果母液供应中断，可以观察到胞晶的立体形貌。
胞状晶界面往往富集着能够降低熔点的合金组元或杂质元素。
- 柱状晶：柱状晶是指晶胞呈柱状排列的晶体结构。
在这种晶体中，晶胞的长度远大于宽度和高度。
柱状晶的形成与材料的冷却速度有关，当材料以较快的速度冷却时，容易形成柱状晶。
柱状晶区通常由垂直于模壁的粗大的柱状晶构成，这种结构的形成与表层细晶区的形成释放出的结晶潜热有关，这会导致型壁温度升高，从而使得液态金属冷却减慢，温度梯度变得平缓。
胞状晶和柱状晶都是凝固过程中可能形成的晶体结构，它们的特点和形成条件各有不同。
在材料制备和加工过程中，对这些微观结构的控制是非常重要的，因为它们会直接影响材料的宏观性能。
树枝晶和柱状晶-概述说明以及解释
树枝晶和柱状晶-概述说明以及解释1.引言1.1 概述树枝晶和柱状晶是晶体学中常见的两种晶体形态，它们在自然界和工业领域都有着重要的应用。
树枝晶和柱状晶的形成机制和物理化学特性不尽相同，因此具有各自独特的特点和应用领域。
本文旨在对树枝晶和柱状晶进行深入的研究和探讨，从特征、形成过程到应用等方面进行比较分析，以期为读者提供对这两种晶体形态的全面了解。
同时，通过对两者的优缺点进行对比分析，探讨未来研究的方向，以期为相关领域的研究和应用提供参考和启示。
1.2 文章结构文章结构部分主要是对整篇文章的组织和安排进行说明，让读者清楚知道文章的内容框架和逻辑结构。
在这篇关于树枝晶和柱状晶的长文中，文章结构如下：1. 引言- 概述：介绍树枝晶和柱状晶的基本概念和重要性。
- 文章结构：说明文章的组织结构和每个部分的内容。
- 目的：指出本文的写作目的和研究意义。
2. 正文2.1 树枝晶- 特征：描述树枝晶的外观特征和结构特点。
- 形成过程：介绍树枝晶的形成机制和过程。
- 应用：讨论树枝晶在科学研究和工业生产中的应用情况。
2.2 柱状晶- 特征：解释柱状晶的形态特征和性质。
- 形成过程：探讨柱状晶的形成原理和过程。
- 应用：分析柱状晶在不同领域的应用情况。
2.3 比较分析- 物理特性对比：对树枝晶和柱状晶的物理特性进行对比分析。
- 化学性质对比：比较两者的化学性质和反应特点。
- 工业应用对比：评价树枝晶和柱状晶在工业生产中的应用效果和优劣之处。
3. 结论- 总结树枝晶和柱状晶的特点：概括两种晶体的特征和重要性。
- 对比两者的优缺点：分析树枝晶和柱状晶的优劣势。
- 展望未来研究方向：展望树枝晶和柱状晶在未来的研究和应用前景。
通过以上的文章结构安排，读者可以清晰地了解整篇文章的内容布局和逻辑发展，有助于帮助他们更好地理解和阅读这篇关于树枝晶和柱状晶的长文。
1.3 目的本文旨在深入探讨树枝晶和柱状晶这两种晶体形态的特征、形成过程以及应用领域。
柱状晶 晶粒度-概述说明以及解释
柱状晶晶粒度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述柱状晶是指在晶体结构中呈柱状形状的晶粒，在金属材料的微观组织中广泛存在。
柱状晶的形成通常受到多种因素的影响，如晶体生长速率、晶粒方向取向性、合金成分等。
柱状晶在材料强度、塑性、疲劳性能等方面具有重要影响，因此对柱状晶的研究具有重要意义。
本文将从柱状晶的定义、特点，形成因素，以及应用和意义等方面展开探讨，旨在深入了解柱状晶对材料性能的影响，为材料科学领域的研究和应用提供有益参考。
1.2文章结构文章结构部分旨在给读者一个整体的概述，告诉他们我们将在接下来的内容中涵盖哪些主题。
本文将首先介绍柱状晶的定义和特点，包括柱状晶的形成机制，形成柱状晶的因素等内容。
然后我们将探讨柱状晶在不同领域中的应用和意义，包括在材料科学、金属加工等方面的重要性。
最后，我们将对文章进行总结，展望未来研究的方向，并给出一些结论。
通过这些内容的呈现，读者将能够全面了解柱状晶的起源、特点以及它们在实际应用中的重要性。
1.3 目的本文旨在深入探讨柱状晶的研究领域，系统总结柱状晶的定义、特点、形成因素以及应用意义。
通过对柱状晶进行深入剖析，我们可以更好地理解其在金属材料、陶瓷材料等领域的应用，并为材料科学领域的研究和发展提供有益的参考。
同时，本文旨在引起读者对柱状晶的关注，激发对新型晶体结构和材料性能的探索和创新，推动材料科学领域的发展与进步。
2.正文2.1 柱状晶的定义和特点柱状晶是一种晶体结构的形态，其特点是呈现出纵向延伸、呈柱状的形态。
在晶体生长过程中，柱状晶往往是在特定条件下形成的结果。
柱状晶的特点包括：1. 长形状：柱状晶在形态上呈现出细长的柱状，其长轴通常与晶体生长方向平行。
2. 均匀性：柱状晶在结构上通常具有较高的均匀性，晶粒大小和形态相对较一致。
3. 强度：由于柱状晶的形态特点，其在一定方向上具有较高的强度和耐力。
4. 生长受限性：柱状晶在生长过程中受到一定限制，往往在特定条件下才能形成。
柱状晶
柱状晶生长过程的动态演示
第五章 铸件及焊缝宏观组织及其控制
8
液
铸
态
型
金
属
柱状晶生长过程的动态演示
第五章 铸件及焊缝宏观组织及其
9
控制
第三节 内部等轴晶的形成机理
一、“成分过冷”理论 二、激冷等轴晶型壁脱落与游离理论 三、 枝晶熔断及结晶雨理论 四、单个等轴晶形成过程的动态演示
作用的异质固相颗粒均匀分布并与合金液充分润湿 ，一逐般渐处达理到温最度佳越的高细，化孕效育果衰。退越快，在保证孕育剂 均当匀细散化开效的果前达提到下最，佳应值尽时量浇降注低是处最理理温想度的。，随合金 熔孕化育温剂度的和粒孕度育也剂要种根类据的处不理同温，度达、到被最处佳理细合化金效液果量
和所具需体要的的处时理间方也法不来同选。择。
第五章 铸件及焊缝宏观组织及其
28
控制
技术原理： 通过加入金属颗粒与金属液的物理化学
、晶体学和热作用，强制金属液生核，并改变铸型 中金属液的温度分布，从而改变金属凝固方式。
适用范围： 各种铸钢件、铸铁件、及有色合金件。
不需要特殊设备，仅要求简单辅助工装。
第五章 铸件及焊缝宏观组织及其
29
控制
二、孕育处理
液面冷却产生的晶粒下雨似地沉积到柱状晶区前方 的液体中，下落过程中也发生熔断和增殖，是铸锭 凝固时内部等轴晶晶核的主要来源，称为“结晶雨 ”理论。
第五章 铸件及焊缝宏观组织及其
17
控制
目前比较统一的看法是内部等轴晶区的形 成很可能是多种途径起作用。在一种情况 下，可能是这种机理起主导作用，在另一 种情况下，可能是另一种机理在起作用， 或者是几种机理的综合作用，而各自作用 的大小当由具体的凝固条件所决定。
第4周-1-晶态结构PPT课件
d. 球晶的生长过程
从中心晶核（多层片晶）开始，然后逐渐向外张开生长， 不断开叉形成捆束形态，最后形成填满空间的球状晶体。
偏光显微镜观察球晶的生长
0s
30s
60s
90s
120s
原子力显微镜观察球晶的生长
• 球晶较小时，呈现球形； • 晶核多并逐渐生长扩大后， 就成为不规则多面体
聚戊二酸丙二酯球晶
（1）单晶：
短程有序性和长程有序性贯穿整块晶体的晶体
a. 形成条件：极稀溶液（浓度<0.1%）中缓慢结晶
• 浓度<0.1%，可得单晶； • 0.1% <浓度< 1% ，多层片晶； • 浓度> 1% ，球晶
b. 结构特点：一定外形，长程有序 判别：衍射图上出现衍射点，而不是衍射环
透射电镜图
电子衍射图
高
固体
晶态 非晶态
分
取向态
子
织态结构
凝
聚
态
液体 液晶态：液晶聚合物
非晶态液体：聚合物熔体or 浓溶液
高分子单链凝聚态
钱人元：高分子单链凝聚态
高分子的凝聚态结构
决 定
材料的性能
获得 控制成型加工条件
高分子链结构
2.1 聚合物内聚能和内聚能密度
表征聚合物分子间的相互作用力的大小
1. 高分子间的相互作用力
所需要的能量E
E HV RT
△Hν: 摩尔蒸发热 RT: 汽化时所做的膨胀功
3. 内聚能密度 (CED):
单位体积凝聚体汽化时所需要的能量
CED E Vm
Vm:摩尔体积
分子间作用力强弱的表征
聚合物内聚能密度测定方法：
• 由于聚合物之间的分子间作用力超过了组成它的化学键 的键能，因此聚合物不能气化，不能直接测定其内聚能 和内聚能密度。
柱状晶(医疗医学)
32
孕育衰退（孕育效果逐渐减弱）
孕几育乎剂所加有入的合孕金育液剂后都要有经在历孕一育个处孕理育后期一和段衰时退间期出。现
孕在育孕衰育退期现内象，，作因为此孕孕育育剂效的果中不间仅合取金决的于某孕些育组剂分的完本 身成，熔而化且过也程与，孕或育与处合理金工液艺反密应切生相成关化。合物，起细化
作用的异质固相颗粒均匀分布并与合金液充分润湿， 逐一渐般达处到理最温佳度的越细高化，效孕果育。衰退越快，在保证孕育剂 均当匀细散化开效的果前达提到下最，佳应值尽时量浇降注低是处最理理温想度的。，随合金 熔孕化育温剂度的和粒孕度育也剂要种根类据的处不理同温，度达、到被最处佳理细合化金效液果量
材抑料制、晶发体的动柱机状和长螺大旋，浆而叶促使片内等部这等些轴强晶调的单形成方 向和性等能轴的晶细情化况。，采用定向凝固获得全部柱状
晶就的断零裂件而论反，而裂更纹具最优易点沿。晶界扩展(特别是存在着 溶质如质聚何及积在杂 严质 重技偏 ，术析造上时成有)强。效度柱地、状控塑晶性制相、铸碰韧的件性地的在带宏柱溶观状质组晶及的织杂 十横分向重方要向大。幅因度此下有降必，要对学热裂习敏各感晶，区腐组蚀织介的质中形
通过改变浇注方式强化对流对型壁激 冷晶的冲刷作用，能有效地促进细等 轴晶的形成。但必须注意不要因此而 引起大量气体和夹杂的卷入而导致铸 件产生相应的缺陷。
医疗课件
23
铸型中间浇注
单孔上注
ห้องสมุดไป่ตู้
沿型壁六孔浇注
图5-8 不同浇注方法引起不同的铸件凝固组织
医疗课件
24
水流冷却低的温斜铸板造浇注方法
医疗课件
25
悬浮浇注法可同时满足小的GL与高的R的要求。
医疗课件
26
料斗 离心集液包
胞状晶 柱状晶
胞状晶柱状晶全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：胞状晶和柱状晶是两种常见的晶体形态，在矿物学和材料科学领域具有重要意义。
它们在形态结构上有着明显的区别，分别呈现出不同的特点和应用价值。
本文将对胞状晶和柱状晶进行详细介绍，探讨它们的形成机制、性质特点以及应用领域。
一、胞状晶胞状晶是一种具有类似蜂窝状结构的晶体形态，其外形呈现出由多个小胞组成的整体结构。
胞状晶通常具有较大的比表面积和孔隙率，因此具有一定的吸附能力和储存性能。
在自然界中，胞状晶广泛存在于矿物和生物体中，如石英、鼻烟、海绵等。
胞状晶的形成主要受到晶体生长条件的影响，例如溶液浓度、温度、压力等因素。
在适宜的条件下，胞状晶可以通过引入添加剂或模板剂来控制晶体生长过程，从而实现对晶体形态的调控。
胞状晶的具体结构和性质取决于晶体的组成成分和结晶条件，因此有着较大的形态多样性和应用潜力。
胞状晶具有一些独特的性质特点，如高比表面积、可控性强、成本较低等优势。
这些特点使胞状晶在催化、吸附、分离等领域具有广泛的应用价值。
胞状晶常被用作催化剂载体、吸附剂和分离膜材料，在环境保护、能源开发、医药制备等方面发挥着重要作用。
二、柱状晶柱状晶具有一些独特的性质特点，如高结晶度、良好的机械性能和成型性等优势。
这些特点使柱状晶在材料工程、建筑装饰、电子器件等领域具有广泛的应用潜力。
柱状晶常被用作建筑结构强化材料、电子器件基底材料和生物材料支架，在工业生产和科研领域发挥着重要作用。
三、胞状晶与柱状晶比较胞状晶和柱状晶是两种不同形态的晶体结构，在形成机制和性质特点上存在明显的差异。
胞状晶主要呈现出较大的比表面积和孔隙率，适用于吸附、催化和分离等应用；而柱状晶具有良好的机械性能和结晶度，适用于建筑、材料工程和电子器件等领域。
胞状晶和柱状晶在晶体生长条件、成分构成和形态控制方面存在差异。
胞状晶的形成受到物理、化学条件和添加剂等因素的影响，能够实现对晶体外形和结构的调控；而柱状晶的形成受到温度梯度、晶种形态和晶体生长速率等因素的影响，能够实现对晶体晶形及排列的控制。
晶体的平衡形貌
面。
面心立方晶体的 -图及其平衡形状 （a）（110）截面 （b）三维平衡形状
乌耳夫法则：诸 i 和原点至晶 面的距离 hi 之比为常数：
1
h1
2
h2
n
hn
润湿与粘附 润湿是固液界面的重要行为。 机械润滑、注水采油、油漆涂布、金属焊接、搪瓷坯釉、陶瓷/ 金属的封接等工艺和理论都与润湿过程有关。 润湿的热力学定义：固体与液体接触后能使体系的吉布斯自由 能降低，称为润湿。 润湿形式： 附着润湿 铺展润湿 浸渍润湿
电阻率（Resistivity）：0.5Ω～3Ω, 3Ω～6Ω 氧含量（Oxygen Concentration）≤1.0×1018at/cm3
碳含量（Carbon Concentration）≤5.0×1016at/cm3C
少子寿命（Minority Carrier Lifetime）＞5us
德国造世界最纯的硅单晶
§3.2.4 晶体的平衡宏观形貌、 界面能级图与界面的分类
晶体的平衡形貌
刚玉的结晶习性与 其形成条件有密切 的关系
刚玉品种
大理岩中的 红宝石常呈 板状或板柱 状晶体。其 它母岩中形 成的可发育 成柱状晶体， 腰鼓状晶体 等
红宝石晶体
蓝宝石通常由各种 不同的角度的六方 双锥组合而成，有 时腰棱处还发育有 六方柱，当这种六 方双锥和六方柱的 组合体终止于一对 平行双面时，常称 为桶状晶形。
W 称为附着功或粘附功。
W LV SV SL
此值越大固液界面结合越牢， 即附着润湿越强。
附着功示意图
铺展润湿
概念：液滴落在清洁平滑固体表面的过程。 忽略液体重力和粘度影响，则铺展是由固/气(SV)、固/液(SL)
红柱石的晶系及结晶习性优品ppt资料
红柱石的晶系及结晶系习性
红柱石的晶系及结晶系习性
• 红柱石为斜方晶系。 • 通常为柱状晶体，晶体的横截面几乎
呈正方形。 • 柱状集合体常呈粒状、放射状，形似
菊花，又称为菊花石。
柱石的晶系及结晶系习性
• 红柱石晶体 红柱石的晶系及结晶系习性
通常为柱状晶体，晶体的横截面几乎呈正方形。 红柱石的晶系及结晶系习性 红柱红通通柱通红柱红红通红柱红 红柱通通柱通柱状柱常常状常柱状柱柱常柱状柱柱状常常状常石 集 石 为 为 集 为 石 集 石 石 为 石 集 石石 集 为 为 集 为的合的柱柱合柱的合的的柱的合的 的合柱柱合柱晶体晶状状体状晶体晶晶状晶体晶 晶体状状体状系常系晶晶常晶系常系系晶系常系 系常晶晶常晶及呈及体体呈体及呈及及体及呈及 及呈体体呈体结粒结，，粒，结粒结结，结粒结 结粒，，粒，晶状晶晶晶状晶晶状晶晶晶晶状晶 晶状晶晶状晶系、系体体、体系、系系体系、系 系、体体、体习放习的的放的习放习习的习放习习放的的放的性射性横横射横性射性性横性射性 性射横横射横状截截状截状截状状截截状截，面面，面，面，，面面，面形几几形几形几形形几几形几似乎乎似乎似乎似似乎乎似乎菊呈呈菊呈菊呈菊菊呈呈菊呈花正正花正花正花花正正花正，方方，方，方，，方方，方又形形又形又形又又形形又形称。。称。称。称称。。称。为为为为为为菊菊菊菊菊菊花花花花花花石石石石石石。。。。。。 通常为柱状晶体，晶体的横截面几乎呈正方形。 红柱石的晶系及结晶系习性 柱状集合体常呈粒状、放射状，形似菊花，又称为菊花石。
胞状晶 柱状晶
胞状晶柱状晶全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：胞状晶和柱状晶是晶体学中常见的两种结构形态，它们在矿物学、岩石学、材料科学等领域都有重要应用。
虽然它们在外观上有所不同，但都是晶体结构的一种形式，具有独特的特征和形成机制。
胞状晶是指由一系列小晶体组成的集合体，形状呈囊状或团块状，通常是由多晶体结构组成的一种形态。
胞状晶的形成过程通常是在高温高压环境下，晶体开始生长而形成的。
由于晶体生长受到环境条件的限制，导致晶体形成囊状的结构。
胞状晶的外观呈囊状或颗粒状，晶体间有空隙或裂缝，呈不规则形状。
胞状晶在岩石学中常见，如大理石中的胞状晶就是由方解石等多晶体组成的。
胞状晶和柱状晶都是晶体结构的一种形式，具有独特的结构和形态特征。
胞状晶常见于多晶体结构，晶体间有空隙或裂缝，形态不规则；而柱状晶常见于单晶体结构，晶体呈规则排列，形态棒状或条状。
胞状晶和柱状晶的形成机制有所不同，胞状晶多受到环境条件的影响，柱状晶则更多受到晶体生长方向的影响。
在实际应用中，胞状晶和柱状晶的形态特征对于物质性质和性能有重要影响，例如柱状晶的结构更紧密，力学性能更好。
胞状晶和柱状晶是晶体学中两种常见的结构形态，它们在形态、结构和形成机制上有所不同，但都具有重要的应用价值。
通过对胞状晶和柱状晶的研究和认识，可以更好地理解晶体结构的多样性和复杂性，为相关领域的研究和应用提供重要参考。
【字数不够，正在继续努力】第二篇示例：胞状晶和柱状晶是晶体学中常见的两类晶体形态，它们在矿物学、材料科学和地质学等领域中具有重要的意义。
本文将对胞状晶和柱状晶进行介绍，并探讨它们的特点、形成机制以及在科研领域的应用。
一、胞状晶胞状晶是一种在晶体学中常见的晶体形态，它通常呈现出类似于蜂窝状的结构。
胞状晶由许多小的晶格单元组成，这些小单元之间有规则的空隙和间隔，形成了类似于胞的结构。
胞状晶的形成过程一般受到温度、压力、溶液浓度等因素的影响。
胞状晶在矿物学和地质学中具有重要的意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
对厚壁铸件，一般采用冷却能力小的铸型以确保等轴晶 的形成，再辅以其他晶粒细化措施以得到满意的效果。 悬浮浇注法可同时满足小的GL与高的R的要求。
26
料斗 离心集液包
直浇道
悬浮浇注用涡流导入法的浇注系统
悬浮浇注法是在浇注
过程中将一定量的 固态金属颗粒加 入到金属液中，从
28
技术原理： 通过加入金属颗粒与金属液的物理化学
、晶体学和热作用，强制金属液生核，并改变铸型 中金属液的温度分布，从而改变金属凝固方式。
适用范围： 各种铸钢件、铸铁件、及有色合金件。
不需要特殊设备，仅要求简单辅助工装。
29
二、孕育处理
• 孕育处理是浇注之前或浇注过程中向液态金属中添 加少量物质以达到细化晶粒、改善宏观组织目的的 一种工艺方法。
采连铸用过机程械采搅用拌电磁、搅电拌磁的搅主拌要作或用气是泡提搅高拌连铸均坯可的造质成量液，例相如相去对除固夹相杂物的、 运消铸动除坯皮以，下及引气浇起泡铸枝、质晶减量轻要的中求折心较断偏高、析 时破，、电提碎磁高与搅连增拌铸殖技坯，术的便等达成轴到为晶细首率化选。晶。在浇粒铸的断目面的较。大的
4
2020/5/26
5
2020/5/26
6
2020/5/26
7
2020/5/26
8
液
铸
态
型
金
属
柱状晶生长过程的动态演示
9
2020/5/26
10
一、“成分过冷”理论
• 该理论认为，随着凝固层向内推移，固相 散热能力逐渐削弱，内部温度梯度趋于平缓 ，且液相中的溶质原子越来越富集，从而使 界面前方成分过冷逐渐增大。当成分过冷大 到足以发生非均质生核时，便导致内部等轴 晶的形成。
17
• 目前比较统一的看法是内部等轴晶区的形 成很可能是多种途径起作用。在一种情况 下，可能是这种机理起主导作用，在另一 种情况下，可能是另一种机理在起作用， 或者是几种机理的综合作用，而各自作用 的大小当由具体的凝固条件所决定。
18
四、单个等轴晶形成过程的动态演示
• 各向同性，多方向生长 • 各向异性，四向生长 • 各向异性，六向生长 • 各向异性，双核生长
1
2020/5/26
2
第一节 铸件的宏观组织
内部等轴晶区 表层急冷晶区
中间柱状晶区
激冷晶区的晶 粒细小;
柱状晶区的晶 粒垂直于型壁排 列，且平行于热 流方向.
内部等轴晶区 的晶粒较为粗大;
3
图5-2 几种不同类型的铸件宏观组织示意图 （a）只有柱状晶;（b）表面细等轴晶加柱状晶;（c）三个晶区都有;（d）只有等轴晶
2020/5/26
15
图5-7 游离晶体的生长、局部熔化与增殖
16
三、 枝晶熔断及结晶雨理论
• 生长着的柱状枝晶在凝固界面前方的熔断、游离和 增殖导致了内部等轴晶晶核的形成，称为“枝晶熔 断”理论。
• 液面冷却产生的晶粒下雨似地沉积到柱状晶区前方 的液体中，下落过程中也发生熔断和增殖，是铸锭 凝固时内部等轴晶晶核的主要来源，称为“结晶雨 ”理论。
• 孕育( Inoculation)主要是影响生核过程和促进晶粒游离以细 化晶粒；而变质（Modification）则是改变晶体的生长机理 ，从而影响晶体形貌。变质在改变共晶合金的非金属相的结 晶形貌上有着重要的应用，而在等轴晶组织的获得和细化中 采用的则是孕育方法。
30
孕育剂作用机理的两类观点
孕育剂含有直接作为非自发生核的物质
33
2020/5/26
34
2020/5/26
35
2．超声波振动
• 超声波振动可在液相中产生 空化作用，形成空隙，当这些空 隙崩溃时，液体迅速补充，液体 流动的动量很大，产生很高的压 力。当压力增加时凝固的合金熔 点温度也要增加，从而提高了凝 固过冷度，造成形核率的提高， 使晶粒细化。
36
3．液相搅拌
• 孕育主要起非 自发形核作用
孕育剂能与液相中某些元素反应生成较 稳定的化合物而产生非自发生核
在液相中造成很大的微区富集而迫使结 晶相提前弥散析出而生核
通过在生长界面前沿的成分富集而使晶粒根部和树枝晶 分枝根部产生缩颈，促进枝晶熔断和游离而细化晶粒。
31
2020/5/26
32
孕育衰退（孕育效果逐渐减弱）
而改变金属液凝固过 程，达到细化组织、 减小偏析、减小铸造 应力的目的的一种工 艺方法。
27
悬浮浇注法的特点
1) 显著细化铸件组织，提高力学性能，改善铸件厚大断面力 学性能均匀性；
2) 减小凝固收缩，使冒口减小15～35%； 3) 减少缩松，提高铸件致密性； 4) 减小铸造应力，减小铸件热裂倾向； 5) 改善宏观偏析； 6) 提高凝固速度，改善铸型受热状况； 7) 可以实现浇注过程合金化。
19
2020/5/26
20
2020/5/26
21
2020/5/26
22
2020/5/26
23
铸型中间浇注
单孔上注
沿型壁六孔浇注
图5-8 不同浇注方法引起不同的铸件凝固组织
24
水流冷却低的温斜铸板造浇注方法
25
冷却条件的控制
• 控制冷却条件的目的是形成宽的凝固区域和获得大的过冷
，从而促进熔体生核和晶粒游离。小的温度梯度GL和 高的冷却速度R可以满足以上要求。但就铸型的冷却能 力而言，除薄壁铸件外，这二者不可兼得。
•孕几育乎剂所加有入的合孕金育液剂后都要有经在历孕一育个处孕理育后期一和段衰时退间期出。现 •孕在育孕衰育退期现内象，，作因为此孕孕育育剂效的果中不间仅合取金决的于某孕些育组剂分的完本 身成，熔而化且过也程与，孕或育与处合理金工液艺反密应切生相成关化。合物，起细化
作用的异质固相颗粒均匀分布并与合金液充分润湿 ，一逐般渐处达理到温最度佳越的高细，化孕效育果衰。退越快，在保证孕育剂 •均当匀细散化开效的果前达提到下最，佳应值尽时量浇降注低是处最理理温想度的。，随合金 熔孕化育温剂度的和粒孕度育也剂要种根类据的处不理同温，度达、到被最处佳理细合化金效液果量 和所具需体要的的处时理间方也法不来同选。择。
11
等轴晶
等轴晶
不ห้องสมุดไป่ตู้钢筛网
a) 7500C水淬,摇动
b) 在坩埚中置一不锈钢筛网
大野笃美的实验
12
2020/5/26
13
为什么纯金属几乎得不到等轴晶而溶 质浓度大的合金容易得到等轴晶呢?
图5-5 型壁处形成的激冷晶向铸件内部的游离 a) 晶体密度比熔体小的情况; b) 晶体密度比熔体大的情况
14