文档分类：
固态相变思考题.doc
下载后只包含 1 个 DOC 格式的文档，没有任何的图纸或源代码，
您的浏览器不支持进度条
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩?页未读，继续阅读
该用户其他文档
下载所得到的文件列表固态相变思考题.doc
文档介绍：
说明固态相变的驱动力和阻力?在固态相变中,由于新旧相比容差和晶体位向的差异,这些差异产生在一个新旧相有机结合的弹性的固体介质中,在核胚及周围区域内产生弹性应力场,该应力场包含的能量就是相变的新阻力—畸变自由焓△G畸。则有:△G=△G相变+△G界面+△G畸晶体缺陷对固态相变有何影响?晶核在晶体缺陷处形核时,缺陷能将贡献给形核功,因此,晶体通过自组织功能在晶体缺陷处优先性核。晶体缺陷对形核的催化作用体现在:(1)母相界面有现成的一部分,因而只需部分重建。(2)原缺陷能将贡献给形核功,使形核功减小。(3)界面处的扩散比晶内快的多。4相变引起的应变能可较快的通过晶界流变而松弛。(4)溶质原子易于偏聚在晶界处,有利于提高形核率。扩散型相变和无扩散型相变各有那些特征?(1)扩散型相变原子迁移造成原有原子邻居关系的破坏,在相变时,新旧相界面处,在化学位差驱动下,旧相原子单个而无序的,统计式的越过相界面进入新相,在新相中原子打乱重排,新旧相排列顺序不同,界面不断向旧相推移,此称为界面热激活迁移,是扩散激活能与温度的函数。新相与母相的化学成分不同。(2)无扩散型相变相变的界面推移速度与原子的热激活跃迁因素无关。界面处母相一侧的原子不是单个而无序的,统计式的越过相界面进入新相,而是集体定向的协同位移。界面在推移的过程中保持宫格关系。新相与母相的结构不同,化学成分相同晶粒长大的驱动力?晶粒长大时界面移动方向与晶核长大时的界面移动方向有何不同?为什么?晶粒长大的驱动力:界面能或晶界能的降低。晶粒长大时界面移动方向与曲率中心相同,晶核长大时的界面移动方向与曲率中心相反。奥氏体的形核地点。一般认为奥氏体在铁素体和渗碳体交界面上形成晶核。奥氏体晶核也可以在以往的粗大奥氏体晶界上(原始奥氏体晶界)形核并且长大,由于这样的晶界处富集较多的碳原子和其他元素,给奥氏体形核提供了有利条件。奥氏体晶粒异常长大的原因?为什么出现混晶?如何控制?在原始奥氏体晶粒粗大的情况下,若钢以非平衡组织加热奥氏体化,在一定的加热条件下,新形成的奥氏体晶粒会继承和恢复原始粗大的奥氏体晶粒。若将这种粗大有续组织继续加热,延长保温时间,会使晶粒异常长大,造成混晶现象。(1)采用退火或高温回火,消除非平衡组织,实现α相的再结晶,获得细小的碳化物颗粒和铁素体的整合组织。使针形奥氏体失去形成条件,可以避免组织遗传。采用等温退火比普通连续冷却退火好。采用高温回火时,多次回火为好,以便获得较为平衡的回火索氏体组织。(2)对于铁素体-珠光体的低合金钢,组织遗传倾向较小,可以正火校正过热组织,必要时采用多次正火,细化晶粒。试述影响珠光体转变动力学的因素。由于形核率主要受临界形核功控制,对冷却转变而言,形核功△G*随着温度的降低,即随着过冷度增大而急剧地减小(非线性),故使形核率增加,转变速度加快。扩散型相变的线长大速度v也与温度有关,随温度降低,扩散系数D变小(非线性),线长大速度v则随D的减小而降低。这是两个相互矛盾的因素,它使得动力学曲线呈现C形,也称为C-曲线。分析珠光体转变是为什么不存在领先相?共析共生,不存在“领先相”1.按照自组织理论,远离平衡态,出现随机涨落,奥氏体中必然出现贫碳区和富碳区,加上随机出现的结构涨落、能量涨落,在贫碳区建构铁素体,而在富碳区建构渗碳体或碳化物,二者是共析共生,非线性相互作用,互为因果。铁素体和渗碳体同步出现,组成一个珠光体的晶核。2.这种演化机制属于放大型的因果正反馈作用,它使微小的随机涨落经过连续的相互作用逐级增强,而使原系统(奥氏体A)瓦解,建构新的稳定结构P(F+Fe3C)晶核,然后长大。因此,珠光体共析分解是同步形成铁素体和渗碳体的整合机制。.马氏体相变的主要特征?(1)无需扩散性;即无论间隙原子还是替换原子均不需要扩散,即能完成相变;(2)不变平面应变的晶格改组;(3)以非简单指数晶面为不变平面,即存在惯习面;(4)相变伴生大量亚结构,即极高密度的晶体缺陷:如精细孪晶,高密度位错,层错等。(5)相变引发特有的浮凸现象。钢中马氏体的晶体结构和形貌?1.含碳量&0.2%时,晶体结构都是体心正方的。2.中碳钢马氏体亚结构主要是高密度位错,有时含形变挛晶.3.高碳钢马氏体内的孪晶是相变孪晶,而且是大量的精细而规则的,4.随着碳含量的提高,从低碳钢的板条状马氏体变为中碳钢的板条状+片状有机结合型马氏体,高碳钢的片状,凸透镜状马氏体。阐述钢中贝氏体相变的过渡性特征?(1)共析分解到贝氏体相变的过渡在“鼻温”附近等温后生成珠光体和上贝氏体两种产物。说明珠光体与上贝氏体转变不同,但有着密切的联系。从图还可以看出过渡性,如在400℃以上等温时,先形成珠光体,经过一段时间后,再形成贝氏体。而在350~400℃等温时,则先形成贝氏体,而后形成珠光体。再降低温度,直到珠光体停止分解,只有上贝氏体形成。这是一个明显的过渡过程。(2)贝氏体组织形貌的过渡性珠光体只有两相(铁素体+碳化物)。马氏体是单相组织。贝氏体组织中铁素体相+渗碳体、碳化物、残留奥氏体、马氏体或所谓M/A岛等。上贝氏体的组成相有时与珠光体相同,即只含有铁素体和渗碳体两相,因此,上贝氏体组织打上了珠光体组织的烙印。下贝氏体组织中存在铁素体+马氏体+残留奥氏体等相,说明它打上了淬火马氏体组织的烙印。从上贝氏体组织过渡到下贝氏体组织,表现了从珠光体到马氏体的过渡性和复杂的交叉性。贝氏体相变与共析分解有那些区别?203页贝氏体相变具有扩散性质,首先碳原子是扩散的,故有人称其为“半扩散型相变”。上贝氏体在奥氏体晶界上形成贝氏体铁素体晶核;共析分解在奥氏体晶界形核,两者有相似性。试述典型的上贝氏体和下贝氏体的组织形貌。上贝氏体是在贝氏体转变温度区的上部形成的,形貌各异,典型的上贝氏体呈羽毛状,羽毛状上贝氏体是由板条状铁素体和条间分布不连续碳化物所组成。贝氏体铁素体条间的碳化物是片状形态的细小的渗碳体,组织形貌呈现羽毛状。下贝氏体在贝氏体C-曲线鼻温以下温度区间形成。下贝氏体有经典下贝氏体、柱状贝氏体、准贝氏体等。贝氏体铁素体的形核及长大机制。而贝氏体相变的形核可在晶界也可在晶内。209-210页贝氏体相变是介于马氏体相变和共析分解之间的相变,相变机制、组织、结构更为复杂。相变过程和产物在质上和量上均具有过渡性。试述钢中贝氏体的亚结构特征。贝氏体铁素体是由更小的“亚单元”组成。下贝氏体近似圆片状,由亚片条组成,亚片条又由亚单元组成,亚单元由更小的超亚单元组成。贝氏体中的孪晶有人认为,贝氏体铁素体片条由5~30nm细小孪晶组成,贝氏体铁素体亚片条就是细小的精细孪晶,各亚片条之间存在孪晶关系。扩散学派不承认贝氏体中存在孪晶。较高密度的位错亚结构过冷奥氏体和残留奥氏体有什么区别?残留奥氏体在回火时的转变特征。除了晶体结构均为面心立方外,区别有:1)残余奥氏体中碳含量较高;2)残余奥氏体储存能量较高,不稳定,容易转变;3)残余奥氏体中位错密度较高;4)残余奥氏体受胁迫,第2、3类内应力较大;5)奥氏体晶粒为等轴状;残余奥氏体被马氏体片分割,形貌各异,有薄膜状、
内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
文件大小：58 KB
下载次数：【图文】学习迁移在化学中的应用_百度文库
赠送免券下载特权
10W篇文档免费专享
部分付费文档8折起
每天抽奖多种福利
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
学习迁移在化学中的应用
&&教育心理学在学科知识方面的应用
阅读已结束，下载本文到电脑
想免费下载本文？
登录百度文库，专享文档复制特权，积分每天免费拿！
你可能喜欢豆丁微信公众号
君，已阅读到文档的结尾了呢~~
[化学]相转移催化原理相转移催化原理
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
[化学]相转移催化原理
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='http://www.docin.com/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口固体化学【无极魔道吧】_百度贴吧
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&签到排名：今日本吧第个签到，本吧因你更精彩，明天继续来努力！
本吧签到人数：0可签7级以上的吧50个
本月漏签0次！成为超级会员，赠送8张补签卡连续签到：天&&累计签到：天超级会员单次开通12个月以上，赠送连续签到卡3张
关注：27,383贴子：
一楼给百度
当金属的晶体结构保持溶剂组元的晶体结构时，这种合金称为一次固溶体或端际固溶体，简称为固溶体。 第一章晶体&&&晶体：晶体是内部质点在成周期性重复排列的固体，即晶体是具有格子构造的固体。它的主要特点是长程有序。特征：1)自范性: 晶体具有自发地形成封闭的凸几何多面体外形能力的性质,又称为自限性。2)均一性: 指晶体在任一部位上都具有相同性质的特征。3)各向异性: 在晶体的不同方向上具有不同的性质。4)对称性: 指晶体的物理化学性质能够在不同方向或位置上有规律地出现,也称周期性。5)最小内能和最大稳定性晶体的周期性：整个晶体可看作由结点沿三个不同的方向按一定间距重复出现形成的，结点间的距离称为该方向上晶体的周期。选取结晶学的原则：1.&&&& 单元应能充分表示出晶体的对称性；2.&&&& 单元的三条相交棱边应尽量相等，或相等的数目尽可能地多；3.&&&& 单元的三棱边的夹角要尽可能地构成直角；4.&&&& 单元的体积应尽可能小决定结构的基本因素内在因素对晶体结构的影响&&&&&&& 1.质点的相对大小&& 原子半径及离子半径对于，定义正、负离子半径之和等于相邻两原子面间的距离，可根据测出。&&&&&&& 2.晶体中质点的堆积&&&&& 最紧密堆积原理：&&&&&&&& 晶体中各离子间的相互结合，可以看作是球体的堆积。球体堆积的密度越大，系统的势能越低，晶体越稳定。此即球体最紧密堆积原理。3.配位数与配位多面体影响配位数的因素除正、负离子半径比以外，还有温度、压力、类型以及极化性能等。4.离子极化&&& 实际上，在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场，必然要对另一个离子的电子云产生吸引或排斥作用，使之发生变形，这种现象称为极化。极化有双重作用，自身被极化和极化周围其它离子。前者用极化率（a）来表示，后者用极化力（b）来表示。极化会对晶体结构产生显著影响，主要表现为极化会导致离子间距离缩短，离子配位数降低；同时变形的电子云相互重叠，使键性由离子键向共价键过渡，最终使晶体结构类型发生变化。二、外在因素对晶体结构的影响——同质多晶与及晶型转变1.同质多晶与2.同质多晶转变 2.金属中原子紧密堆积的化学基础由于金属元素的最外层电子构型多数属于S型，而S型轨道没有方向性，它可以与任何方向的相邻原子的S轨道重叠，相邻原子的数目在空间几何因素允许的情况下并无严格的限制，因此，金属键既没有方向性，也没有饱和性。当由数目众多的S轨道组成晶体时，金属原子只有按紧密的方式堆积起来，才能使各个S轨道得到最大程度的重叠，使晶体结构最为稳定。 休谟-偌瑟瑞（Hume-Rothery）规则
&&&& 如果某非金属元素的原子能以单键与其它原子共价结合形成单质晶体，则每个原子周围共价单键的数目为8减去元素所在周期表的族数（m），即共价单键数目为8－m，亦称为8－m规则。&&&& 单位中的固有偶极矩是如何产生的？&&&主要由于中某些离子发生位移，造成正负电荷中心不重合，从而产生偶极矩。产生自发极化必须满足：离子位移后固定在新位置上的力大于位移后的恢复力无机化合物结构与规则第一规则——配位多面体规则，其内容是：“在中，在正离子周围形成一个负离子多面体，正负离子之间的距离取决于离子半径之和，正离子的配位数取决于离子半径比”。&&&& 第二规则——电价规则指出：“在一个稳定的结构中，每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和，其偏差£1/4价”。 电价规则有两个用途：其一，判断晶体是否稳定；其二，判断共用一个顶点的多面体的数目。&&&& 第三规则——多面体共顶、共棱、共面规则，其内容是：“在一个配位结构中，共用棱，特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。其中高电价，低配位的正离子的这种效应更为明显”。第四规则——不同配位多面体连接规则，其内容是：“若晶体结构中含有一种以上的正离子，则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势”。第五规则——节约规则，其内容是：“在同一晶体中，组成不同的结构基元的数目趋向于最少”。硅酸盐晶体结构的共同特点：&&&& 1）构成硅酸盐晶体的基本结构单元[SiO4]四面体。Si-O-Si键是一条夹角不等的折线，一般在145o左右。&&&& （2）[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两个[SiO4]四面体所共用。&&&& （3）两个相邻的[SiO4]四面体之间只能共顶而不能共棱或共面连接。&&&& （4）[SiO4]四面体中心的Si4+离子可部分地被Al3+ 所取代。第二章&&& 固体中的缺陷 缺陷的含义：&&&& 通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶体的结构缺陷。形成原因：、杂质缺陷、非化学计量缺陷包括：空位（vacancy）、间隙（interstitial particle）、杂质质点（foreign particle）（dislocation），刃&& (b)螺位错晶界、表面、堆积层错、镶嵌结构等。按缺陷产生的原因分类1. &&&& 热缺陷亦称为本征缺陷，是指由热起伏的原因所产生的空位或间隙（原子或离子）。类型: 弗仑克尔缺陷（Frenkel defect）和肖特基缺陷（Schottky defect）浓度与温度的关系: 温度升高时，热缺陷浓度增加&&& 2. 杂质缺陷&&&&& 定义:亦称为组成缺陷，是由外加杂质的引入所产生的缺陷。特征:如果杂质的含量在固溶体的溶解度范围内，则杂质缺陷的浓度与温度无关&&& 3. 非化学计量缺陷&&& 3.非化学计量缺陷 指组成上偏离化学中的定比定律所形成的缺陷。它是由基质晶体与介质中的某些组分发生交换而产生。如Fe1－xO、Zn1+xO等晶体中的缺陷。特点:其化学组成随周围气氛的性质及其分压大小而变化。是一种半导体材料。
&&& 4. 其它原因，如电荷缺陷，辐照缺陷等线缺陷晶体在大于屈服值的切应力t作用下，以ABCD面为滑移面发生滑移。EF是晶体已滑移部分和未滑移部分的交线，犹如砍入晶体的一把刀的刀刃，即刃位错（或棱位错）。几何特征：位错线与原子滑移方向相垂直；滑移面上部位错线周围原子受压应力作用，原子间距小于正常晶格间距；滑移面下部位错线周围原子受张应力作用，原子间距大于正常晶格间距。分类：正刃位错， “^” ；负刃位错， “T” 。符号中水平线代表滑移面，垂直线代表半个原子面。晶体在外加切应力t作用下，沿ABCD面滑移，图中EF线为已滑移区与未滑移区的分界处。由于位错线周围的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面，故称为螺位错。几何特征：位错线与原子滑移方向相平行；位错线周围原子的配置是螺旋状的。分类：有左、右旋之分，分别以符号“È”和“Ç”表示。其中在外力t作用下，两部分之间发生相对滑移，在晶体内部已滑移和未滑移部分的交线既不垂直也不平行滑移方向（伯氏矢量b），这样的位错称为混合位错伯格斯矢量：晶体中有位错存在时，滑移面一侧质点相对于另一侧质点的相对位移或畸变。2.位错的滑移特点（1）刃位错滑移方向与外力t及伯氏矢量b平行，正、负刃位错滑移方向相反。（2）螺位错滑移方向与外力t及伯氏矢量b垂直，左、右螺型位错滑移方向相反。（3）混合位错滑移方向与外力t及伯氏矢量b成一定角度（即沿位错线法线方向滑移）。（4）晶体的滑移方向与外力t及位错的伯氏矢量b相一致，但并不一定与位错的滑移方向相同。 1.位错线的连续性&&&&&&&&&&& 位错线不可能中断于晶体内部。在晶体内部，位错线要么自成环状回路，要么与其它位错相交于节点，要么穿过晶体终止于晶界或晶体表面。&&&& 位错的滑移：指位错在外力作用下，在滑移面上的运动，结果导致永久形变。&&&& 位错的攀移：指在热缺陷的作用下，位错在垂直滑移方向的运动，结果导致空位或间隙原子的增加或减少。1.位错滑移的机理（图2-16）&&&&&&&&&& 位错在滑移是通过位错线或位错附近的原子逐个移动很小的距离完成的。 位错能否发生反应，取决于两个条件：&&&&&&& 其一，必须满足伯氏矢量的守恒性；&&&&&&& 其二，必须满足能量条件。 面缺陷（surface defects）是将材料分成若干区域的边界，如表面、晶界、界面、层错、孪晶面等。小角度晶界（small angle grain boundary）&&&&&&& 晶界的结构和性质与相邻晶粒的取向差有关，当取向差θ小于10~15o时，称为小角度晶界。堆垛层错(以下简称层错),就是指正常堆垛顺序中引入不正常顺序堆垛的原子面而产生的一类面缺陷。&&& 抽出型层错(a)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 和插入型层错(b) 三固溶体将外来组元引入晶体结构，占据主晶相质点位置一部分或间隙位置一部分，仍保持一个晶相，这种晶体称为固溶体(即溶质溶解在溶剂中形成固溶体），也称为固体溶液。一）、 根据外来组元在主晶相中所处位置 ，可分为置换固溶体和间隙固溶体。（二）、按外来组元在主晶相中的固溶度，可分为连续型(无限型)固溶体和有限型固溶体一）、形成置换固溶体的影响因素&&&&&&& 1. 原子或离子尺寸的影响-Hume-&&& Rothery经验规则&&&&&&& 2、晶体结构类型的影响&&&& 若溶质与溶剂晶体结构类型相同，能形成连续固溶体，
&&&&&&& 3、离子类型和键性&&&&&&&& 化学键性质相近，即取代前后离子周围离子间键性相近，容易形成固溶体。&&&&&&& 4、电价因素&&&& 形成固溶体时，离子间可以等价置换也可以不等价置换。 形成间隙型固溶体的条件 &&&&&&&& 填隙式固溶体的固溶度仍然取决于离子尺寸、离子价、电负性、结构等因素。填隙式固溶体的固溶度仍然取决于离子尺寸、离子价、电负性、结构等因素。&&&& 1 杂质质点大小&&&&& 即添加的原子愈小，易形成固溶体，反之亦然。&&&& 2&& 晶体（基质）结构&&& 离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的，在一定程度上来说，结构中间隙的大小起了决定性的作用。一般晶体中空隙愈大，结构愈疏松，易形成固溶体。 3&& 电价因素&&&&&& 外来杂质原子进人间隙时，必然引起晶体结构中电价的不平衡，这时可以通过生成空位，产生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。间隙式固溶体的生成，—般都使晶格常数增大，增加到一定的程度，使固溶体变成不稳定而离解，所以填隙型固溶体不可能是连续的固溶体。晶体中间隙是有限的，容纳杂质质点的能力≤10%。&&四、形成固溶体后对晶体性质的影响 &&&& 1、 稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生&&&& 2、活化晶格&&&& 形成固溶体后，晶格结构有一定畸变，处于高能量的活化状态，有利于进行化学反应。&&&&&&&& 3、固溶强化&& 固溶体的强度与硬度往往高于各组元，而塑性则较低，称为固溶强化。&&&& 固溶强化的特点和规律：固溶强化的程度(或效果)不仅取决于它的成分，还取决于固溶体的类型、结构特点、固溶度、组元原子半径差等一系列因素。&&&&&&&& 1）间隙式溶质原子的强化效果一般要比置换式溶质原子更显著。&&&&&&&& 2）溶质和溶剂原子尺寸相差越大或固溶度越小，固溶强化越显著。4形成固溶体后对材料物理性质的影响 固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分而连续变化，但一般都不是线性关系。固溶体的强度与硬度往往高于各组元，而塑性则较低。 点阵常数与成分的关系—Vegard定律内容：点阵常数正比于任一组元(任一种盐)的浓度。实际应用：当两种同晶型的盐(如KCl-KBr)形成连续固溶体时，固溶体的点阵常数与成分成直线关系。 物理性能和成分的关系&&&&&&& 固溶体的电学、热学、磁学等物理性质随成分而连续变化。&&&&&& 实际应用：通过测定固溶体的密度、折光率等性质的改变，确定固溶体的形成和各组成间的相对含量四，非化学计量化合物有一些化合物不符合定比定律，负离子与正离子的比例并不是一个简单的固定的比例关系，这些化合物称为非化学计量化合物。
非化学计量化合物的特点：&&& 1）非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；&&& 2）可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体；3）缺陷浓度与温度有关，这点可以从平衡常数看出；4）非化学计量化合物都是半导体。金属离子过剩（n型）负离子过剩（p型）一、由于负离子缺位，使金属离子过剩二、由于间隙正离子，使金属离子过剩三、由于存在间隙负离子，使负离子过剩四、由于正离子空位的存在，引起负离子过剩 小结：非化学计量缺陷的浓度与气氛的性质及大小有关，这是它和别的缺陷的最大不同之处。此外，这种缺陷的浓度也与温度有关。这从平衡常数K与温度的关系中反映出来。固体中的扩散：扩散是由于体系内存在化学势梯度或电化学势梯度的情况下，所发生的原子或离子的定向流动和相互混合的过程。扩散的结果是最终清除这种化学势或电化学势的梯度。不存在外场情况，晶体中粒子迁移是热振动引起的。大量原子的热运动引起的物质宏观迁移现象。按浓度的均匀程度分为：互扩散，自扩散。是否浓度差&& 扩散方向分为：高向低 顺扩散，逆扩散&& 按原子扩散部位：体扩散，&&& 短路扩散：晶界扩散，表面扩散扩散的推动力当不存在外场时，晶体中粒子的迁移完全由热振动引起。只有在外场作用下，这种粒子的迁移才能形成定向的扩散流。也即，形成定向扩散流必须存在推动力，这种推动力通常由浓度梯度提供。&&&&&&&& 但应指出，在更普遍情况下，扩散推动力应是系统的化学位梯度。晶体中粒子存在的迁移方式 易位扩散：&&&& 如(a)。2. 环形扩散：&&&& 如(b)。3. 间隙扩散：&&&& 如(c)。&&&& 4. 准间隙扩散：如(d)。5. 空位扩散：&&&& 如(e)。 由于处于晶格位置的粒子势能最低，在间隙位置和空位处势能较高，故空位扩散所需活化能最小．因而空位扩散是最常见的扩散机理，其次是间隙扩散和准间隙扩散。所谓空位扩散是指晶体中的空位路迁入邻近原子，而原子反向迁入空位；间隙扩散则是指晶体内的填隙原于或离子沿晶格间隙的迁移过程。 稳定扩散是指在垂直扩散方向的任一平面上，单位时间内通过该平面单位面积的粒子数一定，即任一点的浓度不随时间而变化，&&&&&&&&&&&&&&&&& J=const菲克第一定律&&&& 假设有一单相固溶体，横截面积为A，浓度C不均匀，在dt时间内，沿迁移方向通过某处截面所迁移的物质的量与该处的浓度梯度成正比：1. 式（1）是唯象的关系式，其中并不涉及扩散系统内部原子运动的微观过程。2. 扩散系数反映的是扩散系统的特性，并不仅仅取决于某一种组元的特性。3. 式（1）不仅适用于扩散系统的任何位置，而且适用于扩散过程的任一时刻在NaCl晶体的扩散系数与温度的关系图上出现有弯曲或转折现象(见图11)&&&&&&& 这便是由于两种扩散的活化能差异所致，这种弯曲或转折相当于从受杂质控制的非本征扩散向本征扩散的变化。在高温区活化能大的应为本征扩散，在低温区的活化能较小的应为非本征扩散。非化学计量空位形成方式可分成如下两种类型：1.金属离子空位型2.氧离子空位型 自扩散&& 所谓自扩散是指原子(或离子)以热振动为推动力通过由该种原子或离子所构成的晶体，向着特定方向所进行的迁移过程影响扩散系数的因素&&&& 扩散介质结构的影响&&& 通常，扩散介质结构越紧密，扩散越困难，反之亦然。
&&&& 扩散相与扩散介质的性质差异&&& 一般说来，扩散相与扩散介质性质差异越大,扩散系数也越大。这是因为当扩散介质原子附近的应力场发生畸变时，就较易形成空位和降低扩散活化能而有利于扩散。故扩散原子与介质原子间性质差异越大，引起应力场的畸变也愈烈，扩散系数也就愈大。&&&& 结构缺陷的影响&&& 实验表明，在金属材料和离子晶体中，原子或离子在晶界上扩散远比在晶粒内部扩散来得快。&&&& 温度与杂质的影响固 相 反 应固态反应特征 （1）固态物质间的反应是直接进行的，气相或液相没有或不起重要作用。（2）固态反应开始温度远低于反应物的熔点或系统的低共熔温度，通常相当于一种反应物开始呈现显著扩散作用的温度，此温度称为泰曼温度或烧结温度。3）当反应物之一存在有多晶转变时，则转变温度通常也是反应开始明显进行的温度，这一规律也称为海得华定律。金斯特林格等人提出，固态反应中，反应物可能转为气相或液相，然后通过颗粒外部扩散到另一固相的非接触表面上进行反应。指出了气相或液相也可能对固态反应过程起重要作用。并指出这些反应有如下一些共同的特点：（1）固态反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程。（2）固态反应通常需在高温下进行。而且由于反应发生在非均相系统，因而传热和传质过程都对反应速度有重要影响。固态反应一般由相界面上的化学反应和固相内的物质迁移两个过程构成。相界面上化学反应机理 可把整个反应过程划分为六个阶段。（1）隐蔽期：约&300℃；（2）第一活化期：约300~400℃；（3）第一脱活期：约400~500℃；（4）二次活化期：约500~620℃；（5）二次脱活期或晶体形成期：约620~750℃；（6）反应产物晶格校正期：约&#℃。但都包括以下三个过程：（1）反应物之间的混合接触并产生表面效应；（2）化学反应和新相形成；（3）晶体成长和结构缺陷的校正。杨德方程的适用范围——反应初期、G较小时&&&&&& 原因是杨德方程虽然采用了球体模型，在计算产物厚度时考虑了接触界面的变化，即利用反应前后球体之体积差算出产物层厚度x。但在将x值代入抛物线方程时实质上又保留了扩散面积恒定的假设，这是导致其局限性的主要原因。金斯特林格采用了杨德的球状模形，但放弃了扩散截面不变的假设从而导出了更有普遍性的新动力学关系。A 金斯特林格假设： a）假设反应A是扩散相，B是平均半径为R。的球形颗粒，反应沿B整个球表面同时进行，首先，A和B形成产物AB，厚度为x，x随反应进行而增厚 b）A扩散到A-AB界面的阻力远小于通过AB层的扩散阻力，则A-AB界面上A的浓度不变为C。，因扩散控制则A在B-AB界面上的浓度为0影响固相反应的因素 &&&& 反应物化学组成的影响&&&&& 化学组成是影响固相反应的内因，是决定反应方向和速度的重要条件。从热力学角度看，在一定温度、压力条件下，反应能进行的方向是自由焓减少（△G＜0）的过程，而且的负值愈大，该过程的推动力也愈大，沿该方向反应的几率也大。
从结构角度看，反应物中质点间的作用键愈大，则可动性和反应能力愈小，反之亦然。&&&&& 其次，在同一反应系统中，固相反应速度还与各反应物间的比例有关。&&&& 反应物颗粒及均匀性的影响&&&&& 1）物料颗粒尺寸愈小，比表面积愈大，反应界面和扩散截面增加，反应产物层厚度减少，使反应速度增大。2）同一反应物系由于物料尺寸不同，反应速度可能会属于不同动力学范围控制。 &&&& 反应温度的影响&&&&&&& 温度是影响固相反应速度达到重要外部条件。一般随温度升高，质点热运动动能增大，反应能力和扩散能力增强。&&&& 压力和气氛的影响&&& 在两相间的反应中，增大压力有助于颗粒的接触面积，加速物质传递过程，使反应速度增加。但对于有液、气相参与达到反应中，扩散过程主要不是通过固体粒子的直接接触实现的。因此提高压力有时并不表现出积极作用，甚至会适得其反。&&&& 反应物活性的影响&&&&&&&& 同一物质处于不同结构状态时其反应活性差异甚大。一般说来，晶格能愈高、结构愈完整和稳定的，其反应活性也低。烧&& 结烧结的目的是把粉状材料转变为致密体。压制成型后的粉状物料在低于熔点的高温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递、气孔排除、体积收缩、强度提高，逐渐变成具有一定的几何形状和坚固整个的过程。按照烧结时是否出现液相，可将烧结分为两类：固相烧结和液相烧结。烧结过程可以分为三个阶段：烧结初期、中期和后期。（1）烧结初期：坯体中颗粒重排，接触处产生键合，空隙变形、缩小（即大气孔消失），固-气总表面积没有变化。（2）烧结中期：传质开始，粒界增大，空隙进一步变形、缩小，但仍然连通，形如隧道。（3）烧结后期：传质继续进行，粒子长大，气孔变成孤立闭气孔，密度达到95%以上，制品强度提高。烧结是一个自发的不可逆过程，系统表面能降低是推动烧结进行的基本动力。三、烧结机理 (一)颗粒的粘附作用&& 粘附是固体表面的普遍性质，它起因于固体表面力。当两个表面靠近到表面力场作用范围时．即发生键合而粘附。粘附力的大小直接取决于物质的表面能和接触面积，故粉状物料间的粘附作用特别显著。(二)物质的传递&& 它们都是以表面张力作为动力的。 有流动传质&& 这是指在表面张力作用下通过变形、流动引起的物质迁移。属于这类机理的有粘性流动和塑性流动。、扩散传质&& 扩散传质是指质点(或空位)借助于浓度梯度推动而迁移的传质过程 、气相传质 质点容易从高能阶的凸处（如表面）蒸发，然后通过气相传递到低能阶的凹处(如颈部）凝结，使颗粒的接触面增大，颗粒和空隙形状改变而使成型体变成具有一定几何形状和性能的烧结体。这一过程也称蒸发-冷凝。 、溶解—沉淀传质。通过液相传质的机理称溶解—沉淀机理。&&第三节&& 再结晶和晶粒长大 初次再结晶是指从塑性变形的、具有应变的基质中，生长出新的无应变晶粒的成核和长大过程。此过程的推动力是基质塑性变形所增加的能量。初次再结晶也包括两个步骤：成核和长大在烧结中、后期，细小晶粒逐渐长大，而一些晶粒的长大过程也是另一部分晶粒的缩小或消失过程，其结果是平均晶粒尺寸增加。晶粒长大的推动力是晶界过剩的自由能，即晶界两侧物质的自由焓之差是使界面向曲率中心移动的驱动力。二次再结晶是坯体中少数大晶粒尺寸的异常增加，其结果是个别晶粒的尺寸增加，这是区别于正常的晶粒长大的。造成二次再结晶的原因主要是原始物料粒度不均匀及烧结温度偏高。2）其次是成型压力不均匀及局部有不均匀的液相等。第四节&&& 影响烧结的因素 烧结温度、时间和物料粒度是三个直接的因素。烧结温度是影响烧结的重要因素延长烧结时间一般都会不同程度地促使烧结完成，但对粘性流动机理的烧结较为明显，而对体积扩散和表面扩散机理影响较小。然而在烧结后期，不合理地延长烧结时间，有时会加剧二次再结晶作用，反而得不到充分致密的制品。&&&&&&&& 减少物料颗粒度则总表面能增大因而会有效加速烧结，这对于扩散和蒸发一冷凝机理更为突出。 以改变烧结条件和物料活性，同样可以有效地影响烧结速度。 一、物料活性的影响&&&& 烧结是基于在表面张力作用下的物质迁移而实现的。因此可以通过降低物料粒度来提高活性，二、添加物的影响&&&& 实践证明，少量添加物常会明显地改变烧结速度，但对其作用机理的了解还是不充分(一)与烧结物形成固溶体(二)阻止晶型转变(三)抑制晶粒长大(四)产生液相三、气氛的影响气氛不仅影响物料本身的烧结，也会影响各添加物的效果。四、压力的影响&&&& 外压对烧结的影响主要表现在两个方面：生坯成型压力和烧结时的外加压力 (热压)。从烧结和固相反应机理容易理解，成形压力增大，坯体中颗粒堆积就较紧密、接触面积增大，烧结被加速。与此相比，热压的作用是更为重要的。
百度小说人气榜
贴吧热议榜
使用签名档&&
保存至快速回贴