材料科学基础凝固3
材料科学基础 材料的凝固
不同物质具有不同的α值,其相对自由能变化 (ΔGs/NkTm)和x间有3种类型关系曲线: I.具有一个极小值的 曲线:α小于等于2;
ΔGs/(NkTm) α=10.0
粗糙界面:高高低低, 不显示晶面特征
α=5.0 α=3.0 α=2.0
α=1.5 α=1.0 x 不同α值时相对自由能变化与x的关系
边界层内溶质分布 边界层流内不存在液固相界面法线方向上的对 流,溶质原子只能借助扩散进入大体积液相内。
界面前沿边界层(δmαx)内 溶质浓度分布由两个因素决定: (1).溶质在边界层内的扩散速率: (2).在界面前移过程中生成的固相所排 出的溶质原子进入液相的速率:
总形核率N: N = N1 • N2 = K exp(− ΔGc /(kT )) • exp(− Q /(kT ))
2.晶体长大 晶核长大过程是液相内原子不断向晶核表面迁 移、固液界面向液相推移的过程:固液界面能始终 保持最低能态。杰克逊模型 (1).液固界面的微观结构
界面粗糙化过程界面能变化ΔGs与固相原子在界面上 所占位置的分数x之间的关系:
第六章 材料的凝固
固态晶体------相变 凝固 非晶态固体----玻璃化转变
意义:熔炼浇铸 , 铸锭加工成型材, 设计 组织,凝固组织影响性能 发挥材料潜 力。
第1节 纯金属的结晶
一、结晶的过冷现象 T
Tm ΔT T
t
冷却过程中的结晶温度 平衡状态时的结晶温度 T Tm
过冷度ΔT=Tm-T
二.结晶的热力学条件
得
三、液态金属结构
1.金属相变热 原子间结合力变化的反映 2.体积变化 体积变化不大,熔化前后原子间结合力较为接近 3.熔化热 熔化后液态内原子排列的紊乱度明显增大 4.热容 原子热运动的表征,固液态内原子热运动 状态相近 5.原子径向密度分布 液态内原子近程密堆,远程无序
第三章 纯金属的凝固 材料科学基础课件
例题:设晶核为半径为r的球形,晶体元素的相对原子质量为A,
密度为ρ,阿伏加得常数为NA, 求临界晶核中所含原子数n* 的表达式(已知单位体积吉布斯自由能为△Gv ,单位面积表 面能为σ )
3.3.2.1 非均匀形核的形核功 模型:外来物质为一平面,固 相晶胚为一球冠
金属和某些低熔化熵的有机化合物,a≤2时,其液一固界面 为粗糙界面;多数无机化合物,以及亚金属铋、锑、镓、砷 和半导体锗、硅等,当a>2时,其液一固界面为光滑界面。 但以上的预测不适用于高分子,由于它们具有长链分子结构 的特点,其固相结构不同于上述的原子模型。
3.4.3 晶体长大的机制
晶体长大机制:液态原子向固相表面 的添加方式。 与固-液界面结构有关
3.4.1 晶体长大的条件
•晶体长大:液体中原子迁移到晶体表面,即液-固界面 向液体中推移的过程。 •平衡状态:(dN/dT)M=(dN/dT)F
温度对熔化和凝固速度的影响
Ti
•动态过冷:晶核长大所需的 界面过冷度。(远小于形核 所需过冷度) •晶核长大条件:动态过冷、 合适的晶核表面结构
3.4.2 液-固界面的微观结构
液-固界面始终保持平直的表面 向液相中长大,长大中的晶体 也一直保持规则的形态。 条件:正温度梯度,粗糙界面 结构的晶体为主
3.4.4.2 平面状长大形态 3.4.4.3 树枝状长大形态 液-固界面不断分支发展
条件:负温度梯度 特点:有方向性,取决于晶体结构
枝臂间距:邻近的两根二次轴中心线之间的距离。 冷却速度大,枝臂间距小,强度、塑性好
3.4.4.1 液-固界面前沿液相中的温度梯度
•正温度梯度:液相中,距液-固界面越远,温度越高。平面状 •负温度梯度:液相中,距液-固界面越远,温度越低。树枝状
材料科学基础-第二章-材料的凝固
制备材料的典型工艺过程:
金属材料:凝固 陶瓷材料:烧结 聚合物:反应合成
凝固与结晶:
凝固(Solidification) 物质从液态转变为固态的过程。
自由能大于体积自由能,即阻力大于驱动力,
那么尺寸在rK~ r0 范围的晶核能够成为稳定的 晶核吗?
当r = rK 时,G 有极大值GK
GK
4 3
2σ
GV
3 GV
4
2σ
GV
2 σ
1 3
4
2σ
GV
2
σ
1 3
4rK2σ
1 3
SKσ
结论:
晶核半径与G的关系
当形成临界晶核时,体积自由能的降低只补偿了表面自由能的2/3,还有 1/3的表面自由能需要另外供给,即需要对形核做功。称GK为形核功。
③形核率(Nucleation Rate)
单位时间、单位体积液相中形成的晶核数目,即晶核形成的速率,记
作
•
N
,单位为cm-3·s-1。
影响形核率的因素:
形核功
随过冷度的增加,即随温度的降低,形核 功减小,形核率增大。
原子扩散能力
随过冷度的增加, 即随温度的降低, 原子
扩散能力下降, 形核困难, 形核率减小。
当 r>rK时,随 r 的增加,体系自由能减 小,晶胚转变为晶核;
当 r=rK时,晶胚处于亚稳状态,即可能消 失,也可能长大成为晶核;
把半径为rK的晶胚称为临界晶核,rK称为临 界晶核半径。
材料科学基础--凝固ppt课件
能量条件
形成临界晶核时,表面能增量
3 16 2 A * 4 ( r ) k 2 G V
1 G * k A 3
形核功是过冷液体开始形核时的主要障碍 形核功来自何方?在没有外部供给能量的条件 下,依靠液体本身存在的“能量起伏”来供给 液体中客观存在的结构起伏和能量起伏是促成 形核的必要因素。
等压时 G-T曲线均为负斜率,但是L 相由于S较大,斜率更大。 在适当温度-熔点,二者相交
dG S 0 dT
结晶的驱动力
在一定温度下 G H T S 因为H=HS-HL -LM; S-LM/TM
T G LM V TM
△T>0, △Gv<0 过冷度越大, 一般越有利于凝固。 △G的绝对值为凝固过程的驱动力。 适度过冷是凝固的必要条件
材料科学基础-凝固
炼钢
浇注
炼铜
凝固:物质从液态到固态的转变过程。 若凝固后的物质为晶体,则称之为结晶。 多数材料都要经过凝固过程。 凝固过程影响材料组织、后续工艺性能、 使用性能和寿命。 了解凝固过程,对控制铸件的质量,提 高金属制品的质量十分有益。 凝固可为其它相变的研究提供基础。
4.1 液态金属的性质
(1) 形核时的能量变化
假定晶胚为球形,半径为r,当过冷液体 中出现一个晶胚时,总的自由能变化
43 2 G V G A r G 4 r V V 3
V、A:晶胚的体积及表面面积, ΔGV :单位体积液、固两相自由能差, 由于体系冷却到熔点以下, ΔGV <0
过冷度越大,临界半径越小。形核要求一定的 过冷度。
(3)形核功
形成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ界尺寸晶核,体系能量上升的幅 度称为形核功
材料科学基础课件:第三章 纯金属的凝固
§3.2.2 结晶的热力学条件
G = H − TS dG = Vdp − SdT
�压力可视为常数,dp=0
dG = −S dT
�温度升高,原子活动能力提高,因而原子排列的混乱程度
增加,即熵值增加,系统的自由能随温度的升高而降低。
�T>Tm,GL<GS,
处于液态; �T=Tm,GL=GS, 两相共存; �T<Tm,GL>GS, 处于固相。
§3.4.1 液-固界面的微观结构
图
光滑界面(a)和粗糙界面(b)的微观和宏观结构示意图
�固-液界面(Solid-liquid interface)按微观结构可以分为光 滑界面(Smooth interface)和粗糙界面(Rough interface)两种。 �所谓光滑界面是指固相表面为基本完整的原子密排面, 固液两相截然分开,从微观上看界面是光滑的。但是从宏 观来看,界面呈锯齿状的折线。 �粗糙界面在微观上高低不平、粗糙,存在几个原子厚度 的过渡层。但是宏观上看,界面反而是平直的。 �光滑界面和粗糙截面是根据微观结构进行分类的,光滑 界面在微观上是光滑的,在宏观上是粗糙的;粗糙界面在 微观上是粗糙的,在宏观上是光滑的。
图 临界晶核半径( a)和 最大晶胚尺寸( b)与过冷度的关系
�ΔT =ΔTk时, rmax=rk ,最大晶核刚好能够转变为晶核, 把这样的过冷度称为临界过冷度。 �过冷度必须大于形核所需要的临界过冷度,这是结晶的动 力学条件。
思考题
�试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量及结构条 件。 �分析结晶相变时系统自由能的变化可知,结晶的热力学条 件为ΔG<0。只有过冷,才能使ΔG<0。 �动力学条件为液相的过冷度必须大于形核所需的临界过冷 度。 �由临界晶核形成功可知,当形成临界晶核时,还有1/3的 表面能必须内液体中的能量起伏来提供。 � 液体中存在的结构起伏,是结晶时产生晶核的基础,因 此,结构起伏是结晶过程必须具备的结构条件。
中国矿业大学《材料科学基础》课件第三章凝固资料
• K随θ从0º~ 180º在0 ~ 1之间变化;K≤1
K=1
K=0
K=1/2
W θ=0º
W θ=90º
W θ=180º
• VC* < V*
所需结构起伏小
ΔGC*< ΔG* 所需能量起伏小
非均匀比均匀 形核更容易
6/25/2019
返回
2、非均匀形核率
NC
及其影响因素
• 由于非均匀形核功较小,所以可在较小的过冷度下获 得较高的形核率。
返回
N
= C exp(-
Q
) exp( - DG* )
RT
RT
exp(-DG* / RT )
N
exp(-Q / RT )
Tm
6/25/2019
→ΔT
Tm
形核率与过冷度的关系
返回
→ΔT
不同材料的形核率
N
• 对粘性材料,如玻璃、氧化物陶瓷、高分子,当ΔT小
时,△G*大,形核率低。ΔT大时,扩散困难,也不容易
返回
冷却曲线:
• 过冷: ΔT = Tm - Ts — 过冷度 与金属种类、纯度、冷却 速度有关。V冷↑,ΔT↑。
温 度 Tm
ΔT Ts
结晶平台
• 平衡冷却: 当V冷极小时,ΔT=0.02℃,
可将Ts近似为Tm。
• 结晶平台: 结晶潜热 = 散热
6/25/2019
时间
Tm — 理论结晶温度 Ts — 实际开始结晶温度
RT
代入前式得:
高能原子 晶胚
N = C exp(-
Q
) exp( - DG* )
RT
RT
大学材料科学基础第六章材料的凝固
液- 固界面的微观结构
(a) 粗糙界面
(b) 光滑界面
宏观上看,两者却反过来: 光滑界面是由多个小平面组成(又称小平面界面、结晶学 界面),是不平整的; 粗糙界面却是平整光滑的。
常见金属的液固界面为粗糙界面,一些非金属、亚 金属、金属化合物的液固界面多为光滑界面。
动态过冷度比形核过冷度小。不同类型界面, 其长大机制不同。具有粗糙界面的物质,△Tk 仅为 0.01~0.05℃,具有光滑界面的物质,△Tk约为1~ 2℃。 晶体生长时液- 固界面的微观结构 (Microstructure of the solid-liquid interface)
1.粗糙界面 从微观尺度观察时,这种界面上并存在着厚度为几个原 子间距的过渡层。从原子尺度观察,这种界面粗糙的, 高低不平的(又称非小平面界面、非结晶学界面)。 2.光滑界面 从微观尺度观察时,界面两侧的固液两相是截然分开的; 从原子尺度观察,这种界面是光滑平整的。
同样,把临界晶核半径代入总自由能变化 的表达式,可求出形核功:
ΔGk 非 =
16 πσ
3 2
3( ΔGV )
(
2-3 cos θ + cos3 θ 4
)
ΔGk 非 / ΔGk均 = (
2-3 cos θ + cos3 θ 4
)
θ只能在0 ~π间变化,cosθ相应在0 ~ 1之间变化。
ΔGk 非 / ΔGk均 ≤ 1
过冷现象 冷却曲线上出现平台时,液态金属正在结 晶,这时对应的温度就是纯金属的实际结晶温度。 实验表明,纯金属的实际结晶温度总是低于其平 衡结晶温度(熔点),这种现象称为过冷。两者之 间的差值叫过冷度,过冷是金属结晶的必要
条件。
△T = Tm - Ts
材料科学基础第六章 材料的凝固
临界晶核体积
4 3 VC rk 8.157 1027 m3 3
SCHOOL OF CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE OF GUIZHOU NORMAL UNIVERSITY
贵州师范大学
化学与材料科学学院
铜的晶胞体积
VL a 4.724 10 m
贵州师范大学
化学与材料科学学院
物质由一个相转变为另一个相的过程称为相变。 固 态 相 变 物质由液态转变为固态的过程称为凝固。 晶体:液态转变为晶态,称为结晶 凝固 非晶体:材料在凝固过程中逐渐变硬
SCHOOL OF CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE OF GUIZHOU NORMAL UNIVERSITY
2
AS / B R 2 r 2 (1 cos 2 )
L/ B S / B L/ S cos
GS AL/ S L/ S AS/ B ( S / B L/ B )
G非 GV V GS
SCHOOL OF CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE OF GUIZHOU NORMAL UNIVERSITY
SCHOOL OF CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE OF GUIZHOU NORMAL UNIVERSITY
贵州师范大学
化学与材料科学学院
1. 晶胚形成时的自由能变化
G非 GV V GS
ΔGS:晶胚表面自由能的改变
设,晶胚为形成于基底平面上的球冠
球冠半径为r 体积为V
贵州师范大学
化学与材料科学学院
液体中原子间的平均距离比固体中略大 液体中原子的配位数比密排结构的固体的配位数减少, 通常在8-11范围内。
3 材料科学基础习题库第3章凝固2021年0313ampnbsp
3 材料科学基础习题库第3章凝固2021年0313ampnbsp20.纯金属均匀形核时,形核率随过冷度的增加而增加。
()21.实际金属凝固时,过冷度很小,这主要是由于非均匀形核的原因。
() 22.临界晶核半径主要取决于过冷度,过冷度越大,临界晶核半径越小。
() 23.非均匀形核功大小主要取决于过冷度,过冷度越大,临界形核功越小。
() 24.纯金属凝固时,要得到枝晶组织,界面前沿液体中的温度梯度必须是正的温度梯度.( )25.在实际生产中,纯金属凝固后形成具有三个晶区的铸锭组织。
() 26.实际金属凝固时过冷度越大,形核率越大。
()27.液态金属结构与固态金属结构比较接近,而与气态金属相差较远。
28.过冷是结晶的必要条件,无论过冷度大、小,都能保证结晶过程得以进行。
29.当纯金属结晶时,形核率总是随着过冷度的增大而增加。
( ) 30.金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。
( ) 31.金属晶体各向异性的产生,与不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度相关。
( )32.金属的结晶过程分为两个阶段,即先形核,形核停止之后,便发生长大,使晶粒充满整个容积。
(三) 选择题1 液态金属结晶的基本过程是 A.边形核边长大 B.先形核后长大C.自发形核和非自发形核 D.枝晶生长2.液态金属结晶时,越大,结晶后金属的晶粒越细小。
A.形核率N B.长大率G C.比值N/G D.比值G/N 3.过冷度越大,则 A.N增大、G减少,所以晶粒细小 B.N增大、G增大,所以晶粒细小 C N增大、G增大,所以晶粒粗大 D.N减少、G减少,所以晶粒细小 4.纯金属结晶时,冷却速度越快,则实际结晶温度将。
A.越高 B 越低 C.越接近理论结晶温度 D.没有变化5.若纯金属结晶过程处在液—固两相平衡共存状态下,此时的温度将比理论结晶温度A.更高 B.更低 C;相等 D.高低波动6.在实际金属结晶时,往往通过控制N/G比值来控制晶粒度。
材料科学基础 第4章 凝固
r* -2 L / GV G ( 16
* 非 3 L
/ 3G ) [(2 - 3cos cos )/4]
2 V 3
形核功与接触角(润湿角)的关系
3 16 G * 均= 2 3GV
* G非
2 3 cos cos3 = =S ( ) * G均 4
G G V V ( L AL W AW - LW A LW )
LW W cos L
G G V V ( L AL W AW - LW A LW )
根据立体几何: V r 3 (2 - 3cos cos 3 )/3, AW=A LW=r (1 - cos ),
G GS GL ( H S TS S ) ( H L TS L ) ( H S H L ) T (SS S L )
温度为Tm时,H S - H L为熔化潜热, G H m - TS
G
熔化潜热
熔点
金属凝固的条件
G GS GL 0
自由能
液态金属的结构的定性描述
Banker模型 Bernal模型
准晶结构:短程 有序,结构起伏。
非晶体:随机密堆
液态金属的结构
宏观上:金属和合金的液态结构是均匀、各向同性的
原子尺度上: 金属和合金的液态结构不均匀 长程无序,但部分原子排列与固态相似,构成短程 有序的晶态小集团——晶胚 晶胚大小不等,时而产生,时而消失——结构起伏 微观区域能量在不断变化——能量起伏 合金系统中,还存在成分起伏
液、固态的原子间 结合力接近
液态金属的结构的定性描述——基于物理性质
3. 金属熔化时液、固态的热容量变化不大, 一般在10%以下
材料科学基础第三章
• 从纯金属冷却曲线可以看出:金属从液态 冷却到理论凝固温度(熔点)Tm时并不凝固, 而是再降至实际开始结晶温度Tn时才开始 结晶;随后温度回升到接近Tm时出现恒温 结晶(曲线平台),结晶终止后温度继续下降。
• 曲线出现“平台”,是金属液固转变所释 放的潜热与系统散热量相等的结果。
• 在“平台”温度下,液固相不平衡,所以 “平台”温度不是熔点但相差不大。
• 如果只有一粒晶核长大,则由这一粒晶核 长大的金属就是一块金属单晶体。
• 3.1.2 金属结晶的宏观现象
• 金属结晶伴随着一系列宏观特征的改变, 如结晶潜热的释放,融化熵的变化等。研 究这些宏观特征的变化是研究金属结晶过 程的重要手段。
• 3.1.2.1 冷却曲线与金属结晶温度:用热分 析装置将金属融化后缓慢降温,每隔一定 时间记录一次温度,绘制成温度-时间关系 曲线,称为冷却曲线。这种测定冷却曲线 的方法叫热分析法。
金属中,表面能可用表面张力表示。当晶 核稳定时,有:
• σLW=σSW+σSLcosθ
(3-15)
• 形成一个晶核时,总自由能的变化为:
ΔG’=-ΔGBV+ΣσAi
(3-16)
• 晶核体积(球冠体积)为:
• VS=πr3(2-3cosθ+cos3θ)/3
(3-17)
• (VS=πh2(r-h/3), h=r(1-cosθ))
核功越小。
• 在过冷液相中,均匀形核依靠结构起伏形 成大于临界晶核的晶胚;再从能量起伏中
获得形核功形成稳定的晶核。结构起伏和 能量起伏是均匀形核的必要条件。
• 临 但界 晶晶胚核的半最径大尺rk随寸过rm冷ax却度随ΔT过增冷加度而的减增小加;而 增加。如图所示:两条曲线的交点为均匀 形核的临界过冷度ΔT*。当系统过冷度 ΔT<ΔT*时,
材料科学基础-第3章凝固原理
–
Chapter 3 – Principles of Solidification 凝固原理
Chapter Outline
3.1 金属结晶的条件和一般过程 3.2 晶核的形成(Nucleation) 3.3 晶体的长大(Growth) 3.4 晶粒大小及其控制
物质从液态到固态的转变过程,叫做凝固。凝固主要是 指物质状态的变化,并不考虑固态的结构。只有物质从液 态转变为具有晶体结构的固态的过程,才叫做结晶。广义 的结晶概念,是指物质从一种原子排列状态过渡到另一种 规则排列状态的转变过程。它包括液态的结晶和固态金属 (晶态或非晶态)向另一种晶体结构的转变。前者称为一 次结晶,后者称为二次结晶或重结晶。它们都属相变过程。
3.2.1 均匀形核
3.形核功(Critical nucleation power)
能够形成临界晶核所需要的最小自由能增量——形核功ΔGc。
当r=rc时,ΔG=ΔGc,则
163
Gc3Gv2
163Lm 3T 2m21T2
ΔT越大, ΔGc越小。由于原子的热运动会引起能量起伏,晶内 所有原子的能量起伏,会使局部区域的能量达到形核功的水平,
Solid-state phase transformation - A change in phase that occurs in the solid state.
Rapid solidification processing - Producing unique material structures by promoting unusually high cooling rates during solidification.
造成形核的条件。临界晶核的总表面积Ac=4πrc2
材料科学基础 第三章 凝固
第 三 章
第一节 材料结晶的基本规律
3 结晶过程 (1)结晶的基本过程:形核-长大。(见示意图) )结晶的基本过程:形核-长大。 见示意图) (2)描述结晶进程的两个参数 ) 形核率:单位时间、单位体积液体中形成的晶核数量。 表示。 形核率:单位时间、单位体积液体中形成的晶核数量。用N表示。 表示 长大速度:晶核生长过程中,液固界面在垂直界面方向上单位时间 长大速度:晶核生长过程中, 内迁移的距离。 表示。 内迁移的距离。用G表示。 表示
第一节 材料结晶的基本规律
第 一 节 结 晶 规 律
(1)过冷:液态材料在理论结晶温度以下仍保持液态的现象。 )过冷:液态材料在理论结晶温度以下仍保持液态的现象。 与其实际温度之差。 (2)过冷度:液体材料的理论结晶温度 )过冷度:液体材料的理论结晶温度(Tm) 与其实际温度之差。 见冷却曲线) △T=Tm-T (见冷却曲线 见冷却曲线 注: 过冷是凝固的必要条件 (凝固过程总是在一定的过冷度下进行 。 凝固过程总是在一定的过冷度下进行)。 凝固过程总是在一定的过冷度下进行
9
第 三 章
第二节 材料结晶的基本条件
2 结构条件 (1)液态结构模型 )
第
微晶无序模型
二 节 结 晶 条 件
拓扑无序模型 (2)结构起伏(相起伏):液态材料中出现的短程有序原子集团 )结构起伏(相起伏) 的时隐时现现象。是结晶的必要条件(之二) 的时隐时现现象。是结晶的必要条件(之二)。
出 现 几 率
4
第 三 章 1 液态材料的结构 第 一 节 结 晶 规 律
5
第一节 材料结晶的基本规律
结构:长程无序而短程有序。 结构:长程无序而短程有序。 特点(与固态相比) 原子间距较大、 特点 ( 与固态相比) :原子间距较大、 原子配位数较 原子排列较混乱。 小、原子排列较混乱。
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(3-6)式表明,形成临界晶核时,液﹑固相 之间的自由能差只能供给所需要的表面 能的三分之二,另外的三分之一则需由液 体中的能量起伏来提供。所谓能量起伏 是指系统中各微小体积所具有的能量,
短暂偏离其平均成分的现象。
1、均匀形核必须具备的条件: 必须过冷,过冷度越大,形核驱动力(Gv)越大,临 界形核功(G*)和临界核半径(r*)减小; 必须具备与一定过冷度相应的能量起伏和结构起伏。
2. 形核率N 过冷度增大,一方面临界形核功(G*)和临界核半径 (r*)减小,有利于形核,另一方面, 原子从液相向晶胚扩散的速率降低,不利于形核。
3.3.2非均匀形核
在三相交点处,表面张力应达到平衡 θ 为晶核α 与型壁W的接触角。
非均匀形核的临界晶核半径r*
非均匀形核球冠曲率半径公式与均匀形核临界球形晶核 的半径公式相同,但非均匀形核的临界晶核是球冠,体积小 得多。
3.3.1均匀形核
•晶胚; 过冷条件下,晶胚形成,自由能变化:
转变为固体的自由能下降,晶胚与液 相之间的自由能(表面能) 增加;
单位体积自由能下降为ΔGν (ΔGν <0),单位面积的表面能(比表面能) 为σ,晶胚是半径为r的球体,系统的自 由能变化
r < r*, 晶胚的长大使自由能增加,不能进行; r > r*, 晶胚的长大使自由能下降,可以进行; r*-临界核半径, r = r*的晶胚称为临界核。
非均匀形核比均匀形核所需要的形核来自要小决定于晶体与杂质粒子的结构相似性-点阵匹 配原理。 但该原理在很多场合不完全适用。 形核剂的选择主要考实践经验。