发布时间 : 星期一 文章上海交大考研材料科学基础总结 - 图文更新完毕开始阅读23c98e22bcd126fff7050b43
a) 晶粒取向保持与原有织构一致 b) 原有织构消失而代之以新的织构 c) 原有织构消失不再形成新的织构。 ※定向形核理论 Oriented Nucleation Theory
当变形量较大并产生变形织构时，因各亚晶的位向相近，而使再结晶形核具有择优取向，长大形成再结晶织构（与原变形织构位向一致） ※定向生长理论 Oriented Growth Theory 认为再结晶的晶粒取向大都是无规则的，只有某些具有特殊位向的晶核才可能迅速向变形基体中长大形成再结晶织构。因晶界的移动速度取决晶界两侧晶粒间的位相差，当基体存在变形织构时，其中大多数晶粒取向是相近的，晶粒不易长大，而某些与变形织构呈特殊位向关系的再结晶晶核，其晶界则具有很高的迁移速度。故发生择优生长，并通过逐渐吞食其周围变形基体达到互相接触，形成与原变形织构取向不同的再结晶织构。 3.退火孪晶
f.c.c.结构的Cu及Cu合金，镍及镍的合金和奥氏体不锈钢等在再结晶退火组织中，常在其晶粒内部出现片状孪晶——退火孪晶
5.4高聚物的力学行为
与金属材料相比，高分子材料的力学性能具有 高弹性和低弹性模量：ee(橡胶)~1000%,
E:0.1~100MPa为金属的1/103 低强度：sb=20~100MPa
粘弹性：弹性变形和粘性流动同时并存，时间因素应考虑
塑性变形ep是粘性流动（分子链相对滑动），而不是靠滑移产生
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第6章 单组元相图及纯晶体的凝固
6.1单元系相变的热力学及相平衡
6.1.1相平衡条件和相律
处于平衡状态的多元系中可能存在的相数可用吉布斯相律表示之：
f?C?P?2
式中，f为体系自由度数，C为体系组元数，P为相数， 2表示温度和压力二个变量。 在常压下： f?C?P?1
6.1.2 单元系相图
上述相图中的曲线所表示的两相平衡时的温度和 压力的定量关系，可由克劳修斯(Clausius)—克拉珀龙 (C1apeyron)方程决定，即
dP?H
? dTT?Vm
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有些物质在稳定相形成前，先形成自由能较稳定相高的亚稳相
6.2 纯晶体的凝固
6.2.1 液态结构
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晶体的配位数减小；
液态结构的最重要特征是原子排列为长程无序，短程有序，存在结构起伏。 6.2.2 晶体凝固的热力学条件
?L?T ? V ? m （*） GTm
6.2.3 形核
晶体的凝固是通过形核与长大两个过程进行的 ，形核方式可以分为两类： 1）均匀形核核 (Homogeneous nucleation) 2）非均匀形核(Heterogeneous nucleation) 1.均匀形核
a. 晶核形成时的能量变化和临界晶核
假定晶胚为球形，半径为r，当过冷液中出现一个晶胚（Embryo)时，总的自由能变化△G应为 432?G??r?G?4?r V ? （1）
3
由 d ? G dr ? 0 可得晶核临界半径
2?? （2） r * ?
?GV
（*）代入（2），得
2??Tm
r*? Lm??T
由式可知，过冷度△T越大，临界半径则越小，则形核的几率越大，晶核数目增多。 （2）代入（1），得临界形核功 316?? ? G * （3） ? 23(?GV)
（*）代入（3），得 3216??Tm ?G*?3(Lm??T)2 Page 47 of 69
已知(2)，临界晶核表面积为 216??2 A*?4?(r*)?2?GV1代入（3），得
?G*?A*? 3因此，形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的2/3
b. 形核率
形核率受两个因素的控制，即形核功因子（exp(-△G*/kT)）和原子扩散的几率因子（exp(-Q/kT)） ，因此形核率为
??G*?Q
N?Kexp()?exp() kTkT
对于高粘滞性的液体，均匀形核速率很小，以致常常不存在有效形核温度 结论：均匀形核的难度较大。
2. 非均匀形核
由于均匀形核难度较大，所以液态金属多为非均匀形核。
2??L非均匀形核时的临界晶核半径： r*???GV
通常情况下，非均匀形核所需的形核功小于均匀形核功，故非均匀形核所需的过冷度较均匀形核时小。 6.2.4 晶体长大
1. 液—固界面的构造
晶体凝固后呈现不同的形状，可分为小平面形状和非小平面形状两种：
按原子尺度，把相界面结构分为粗糙界面和光滑界面两种，如下图所示：
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