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临界晶核 解释临界晶核半径和形核功的意义,以及为什么形核要有一定过冷度

来源:朵拉利品网  |  2020-03-03 07:18:31

2, 解释临界晶核半径和形核功的意义,以及为什么形核要有一定过冷度



临界晶核半径r*的意义如下:rr =r*时,产生的晶核处于介稳状态,既可消散也可生长;
r>r*时,不稳定的晶胚转化为稳定晶核,开始大量形核。
故r*表示原先不稳定的晶胚转变为稳定晶核的临界尺寸。
临界形核功ΔG*的意义如下:表示形核过程系统需克服的能量障碍,即形核“能垒”。只有当
ΔG≥ΔG*时,液相才开始形核。
由形核功的公式可知 对某种晶体而言,VS等参数均为定值,ΔG*∝ΔT-2,过冷度ΔT 越小,形核功ΔG*越大,ΔT→0时,ΔG*→∞,这表明过冷度很小时难以形核,所以物质凝固形核必须要有一定过冷度

3, 怎么样的是晶核?



临界晶核半径r*的意义如下:rr =r*时,产生的晶核处于介稳状态,既可消散也可生长;
r>r*时,不稳定的晶胚转化为稳定晶核,开始大量形核。
故r*表示原先不稳定的晶胚转变为稳定晶核的临界尺寸。
临界形核功ΔG*的意义如下:表示形核过程系统需克服的能量障碍,即形核“能垒”。只有当
ΔG≥ΔG*时,液相才开始形核。
由形核功的公式可知 对某种晶体而言,VS等参数均为定值,ΔG*∝ΔT-2,过冷度ΔT 越小,形核功ΔG*越大,ΔT→0时,ΔG*→∞,这表明过冷度很小时难以形核,所以物质凝固形核必须要有一定过冷度

名词解释


形核

当液相过冷至实际结晶温度后,经过一段孕育期,在液相内部开始出现许多有序排列的小原子团,称之为晶胚。当晶胚达到某一临界尺寸后,就成为可以稳定存在并自发长大的晶核,这一过程称为形核。 液相结晶过程中,晶核的形成方式有两种:均匀形核(均质形核或自发形核)和非均匀形核(异质形核或非自发形核)。

晶核

晶核为晶体的生长中心。晶核的形成有两种方式,若液相中各个区域内出现新相晶核的几率是相同,称为均匀形核。若在液相中,新相优先在某些区域内形核,则称为非均匀形核。

过冷

过冷(Supercooling,又译超冷冻)是一种物理现象,透过降低液体或气体的温度,但不使其凝固的过程,能做到让水瞬间凝冰的效果。

 
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