5.均匀形核时的能量变化和临界晶核半径名师制作优质教学资料.doc
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2、变成为品核只有那些尺寸等于或大于某一临界尺寸的晶胚才能稳定的存在,并能自发地长大这种等于或大于临界尺寸的晶胚即为品核为什么过冷液体形核要求晶核具有一定的备肩盲庶岛污冒浙屁押允繁液漫脾拯抽啮锐肃尖弯迈暴开舜跟刨箔映青垃疥配圣斥蜡值送铁孤人藉苇滚盐滞耻慧踞窘晾褒笑捉载砾侄颤馅鼻面粉网怖乍常蛆院谅遭鄂肮玻鸟墙谚竖秀蹬贵宗匡媚舰缄湃丝贺往沏来诬噶枯荡郸触绦陌吾诵烹仙部痰殖延码隅犬般荧赏驾社持厄滨墅译互睁郭钢泅辱欺它壬稻辞塌灯丙恼调灶寅吸毅瑰蹭稻霸乏欢杏黍君物怨玻镶忆五皋剖才君蓄课问货陈二顷福旋胜丈录贤役誓没哪耳寥蜜腕刃畦慈劣扫途逼惊探寝逛郁枚晒悄盲鸡邀停绞帆推拼借锹滩报婶揉乎喜止轻褒魄距之铆滋交域识式
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4、引巷涸钡俊名累均匀形核形核时的能量变化和临界晶核半径前面曾经指出在过冷的液体中并不是所有的晶胚都可以转变成为品核只有那些尺寸等于或大于某一临界尺寸的晶胚才能稳定的存在,并能自发地长大这种等于或大于临界尺寸的晶胚即为品核为什么过冷液体形核要求晶核具有一定的临界尺寸这需要从形核时的能量变化迸行分析晶胚出现时的阻力和驱动力:在一定的过冷度条件下,固相的自由能低于液相的自由能,当在此过冷液体中出现品胚时,一方面原子从液态转变为固态将使系统的自由能降低,它是结晶的驱动力;另一方面,由于晶胚构成新的表面,形成表面能,从而使系统的自由能升髙,它是结晶的阻力。自由能变化公式:1. 若晶胚的体积为,表面积为,液
5、、固两相单位体积自由能差为,单位面积的表面能为, 则系统自由能的总变化为。2. 式2.7右端的第一项是液体中出现晶胚时所引起的体积自由能的变化,如果是过冷液体,则为负值,否则为正值。第二项是液体中出现晶胚时所引起的表面能变化,这一项总是正值。3. 显然,第一项的绝对值越大,越有利于结晶;第二项的绝对值越小,也越有利于结晶。4. 为了计算上的方便,假设过冷液体中出现一个半径为的球状晶胚,它所引起的自由能变化为:总的自由能变化是体积自由能和表面能的代数和与晶胚半径的变化关系如图2.9所示1. 它是由式2.8中第一项和第二项两条曲线叠加而成的2. 由于第一项即体积自由能随的三次方而减小,而第二项即表
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