成分過冷的本質是什么 怎么判斷晶體可能的缺陷

素錦流年2022-07-24 10:05:391787

組分過冷,成分過冷,什么是成分過冷?形成成分過冷的條件是什么?什么是成分過冷和溫度過冷的區(qū)別,名詞解?什么是成分過冷判據?成分過冷大小受哪些因素影響?成分過冷形成的原因及對晶體過程形狀的影響。

本文導航

什么叫過冷度

組分過冷也稱為成分過冷,是凝固時由于溶質再分配造成固液界面前沿溶質濃度變化,引起理論凝固溫度的改變與實際溫度梯度相結合產生的過冷條件。由于純金屬的凝固點是固定的(不隨溶質濃度變化,呈直線),因此在一定的溫度梯度下就顯示出相應的過冷度;而合金由于其凝固時會產生溶質的再分配,不同的溶質成分會導致其凝固點的變化(隨溶質濃度變化為曲線),所以實際產生的過冷度與純金屬相比有一定的差距,因此成為組分過冷~

可溶于冷水成分

在固溶體合金凝固時,在正的溫度梯度下,由于固液界面前沿液相中的成分有所差別,導致固液界面前沿的熔體的溫度低于實際液相線溫度,從而產生的過冷稱為成分過冷。這種過冷完全是由于界面前沿液相中的成分差別所引起的。溫度梯度增大,成分過冷減小。

成分過冷:凝固時由于溶質再分配造成固液界面前沿溶質濃度變化,引起理論凝固溫度的改變而在液固界面前液相內形成的過冷。這種由固-液界面前方溶質再分配引起的過冷,稱為成分過冷。由界面前方的實際溫度和液相線溫度分布兩者共同決定。

成分過冷不僅受熱擴散的控制,更受溶質擴散的控制

成分過冷必須具備兩個條件:第一是固~液界面前沿溶質的富集而引起成分再分配;第二是固~液界面前方液相的實際溫度分布,或溫度分布梯度必須達到一定的值。

對合金而言,其凝固過程同時伴隨著溶質再分配,液體的成分始終處于變化當中,液體中的溶質成分的重新分配改變了相應的固液平衡溫度,這種關系有合金的平衡相圖所規(guī)定。利用“成分過冷”判斷合金微觀的生長過程。

在固相無擴散,液相有限擴散條件下的定向凝固過程中,保持平界面凝固的成分過冷判據為:GL≥-mL(1-k)C0/kDL.其中GL為凝固界面前沿溫度梯度,R為凝固速率,mL為液相線斜率,k為溶質平衡分配系數,C0為溶質濃度,DL為溶質擴散系數。

成分過冷對合金凝固組織形態(tài)的影響:

隨著成分過冷度從小變大,使界面成長形狀從平直界面向胞狀和樹枝狀發(fā)展。

什么是過冷度和過熱度

液相中只有有限擴散時形成“成分過冷”的判據。

影響成分過冷的因素有溫度梯度、結晶速度、相圖上液相線的斜率、液相中溶質的擴散系數、平衡分配系數。

液相中溫度梯度GL越小,成份過冷越大;生長速度R越大,成份過冷越大;液相線斜率mL越大,成份過冷越大;合金原始成分C0越大,成份過冷越大;擴散系數DL越小,成份過冷越大;分配系數K0越小,成份過冷越大。

解釋過冷現象和過冷度

成分過冷:凝固時由于溶質再分配造成固液界面前沿溶質濃度變化,引起理論凝固溫度的改變而在液固界面前液相內形成的過冷。

這種由固-液界面前方溶質再分配引起的過冷,稱為成分過冷。由界面前方的實際溫度和液相線溫度分布兩者共同決定。

錯判概率和漏判概率計算公式

液相中只有有限擴散時形成“成分過冷”的判據。

影響成分過冷的因素有溫度梯度、結晶速度、相圖上液相線的斜率、液相中溶質的擴散系數、平衡分配系數。

液相中溫度梯度GL越小,成份過冷越大;生長速度R越大,成份過冷越大;液相線斜率mL越大,成份過冷越大;合金原始成分C0越大,成份過冷越大;擴散系數DL越小,成份過冷越大;分配系數K0越小,成份過冷越大。

凝固時由于溶質再分配造成固液界面前沿溶質濃度變化,引起理論凝固溫度的改變而在液固界面前液相內形成的過冷。這種由固-液界面前方溶質再分配引起的過冷,稱為成分過冷。由界面前方的實際溫度和液相線溫度分布兩者共同決定。

擴展資料:

固溶體凝固時,若不出現成分過冷,晶體生長形態(tài)基本上與純金屬相似,例如在正的溫度梯度下,液—固相界面基本上保持平面狀向前推移。

合金凝固時溶質要發(fā)生重新分布,當擴散不充分時,就造成先后凝固部分的成分有明顯的差別,這就是前面已分析過的宏觀偏析,它在很大的程度上取決于液體中溶質的混合情況。

實際上,合金凝固時通常出現成分過冷。 當在液—固相界面前沿有較小的成分過冷區(qū)時,平面生長就不穩(wěn)定,如固相表面上有某些偶然凸起的部分,它們就伸入過冷區(qū)中,其生長速度加快而進一步凸向液體,使界面形成胞狀組織。

如果界面前沿的成分過冷區(qū)甚大,則凸出部分就能繼續(xù)伸向過冷液相中生長,同時在其側面產生分枝,這樣就形成樹枝狀組織。

參考資料來源:百度百科——成分過冷

怎么判斷晶體可能的缺陷

成分過冷:凝固時由于溶質再分配造成固液界面前沿溶質濃度變化,引起理論凝固溫度的改變而在液固界面前液相內形成的過冷.這種由固-液界面前方溶質再分配引起的過冷,稱為成分過冷.由界面前方的實際溫度和液相線溫度分布兩者共同決定.

成分過冷不僅受熱擴散的控制,更受溶質擴散的控制

成分過冷必須具備兩個條件:第一是固~液界面前沿溶質的富集而引起成分再分配;第二是固~液界面前方液相的實際溫度分布,或溫度分布梯度必須達到一定的值.

成分過冷對合金凝固組織形態(tài)的影響:

隨著成分過冷度從小變大,使界面成長形狀從平直界面向胞狀和樹枝狀發(fā)展.

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