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1 材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 第三章相变理论基础第三章相变理论基础 基本概念基本概念 生物 物理 化学 力学 材料 地学 机械 生物 物理 化学 力学 材料 地学 机械 2 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 本章思路本章思路 热力学势跃变热力学势跃变热力学势跃变热力学势跃变伴随要素跃变伴随要素跃变伴随要素跃变伴随要素跃变称为相称为相称为相称为相 变变变变遵循第一、二原理遵循第一、二原理遵循第一、二原理遵循第一、二原理相变核心是跃变相变核心是跃变相变核心是跃变相变核心是跃变 ＝对称破缺＝非连续＝对称破缺＝非连续＝对称破缺＝非连续＝对称破缺＝非连续 3 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 一、结构和相及其稳定性一、结构和相及其稳定性 二、相变概念二、相变概念 三、相变热力学、动力学、结构学架构三、相变热力学、动力学、结构学架构 四、金属及合金中的相变四、金属及合金中的相变 本章内容本章内容 4 材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 第一节 结构和相及其稳定性第一节 结构和相及其稳定性 5 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 结构结构结构结构组元组元组元组元\ \ \ \排列排列排列排列\ \ \ \运动方式运动方式运动方式运动方式 晶体结构晶体结构晶体结构晶体结构 原原原原 子分子排列子分子排列子分子排列子分子排列 原子结构原子结构原子结构原子结构 电电电电 子排列子排列子排列子排列 介观微观结构介观微观结构介观微观结构介观微观结构 相相相相\ \ \ \相内相内相内相内\ \ \ \相界相界相界相界 电子结构电子结构电子结构电子结构 能带能带能带能带\ \ \ \ 布里渊区布里渊区布里渊区布里渊区\ \ \ \费米球费米球费米球费米球 一、不同尺度结构一、不同尺度结构一、不同尺度结构一、不同尺度结构 6 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 相相相相 系统中任一均系统中任一均系统中任一均系统中任一均 匀部分匀部分匀部分匀部分 一定的热一定的热一定的热一定的热 力学性质力学性质力学性质力学性质 与另一部与另一部与另一部与另一部 具有界面具有界面具有界面具有界面 结构成结构成结构成结构成 分一样分一样分一样分一样 二、相的定义二、相的定义 7 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 物理性质和化学性质完全相同且均匀的部分。物理性质和化学性质完全相同且均匀的部分。 相与相之间有分界面，可用机械的方法分开。系统相与相之间有分界面，可用机械的方法分开。系统 中存在的相可以是中存在的相可以是稳定的、亚稳的或不稳定稳定的、亚稳的或不稳定的。的。 二、相的定义二、相的定义 系统在某一热力学条件下，能量具有最小值的相 是最稳定的。热力学条件改变，自由能变化，相 的结构相应变化。 系统在某一热力学条件下，能量具有最小值的相 是最稳定的。热力学条件改变，自由能变化，相 的结构相应变化。 8 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 三、固体结构的稳定性三、固体结构的稳定性 Stability of Structures in SolidsStability of Structures in Solids 扩散和转变 均涉及体系扩散和转变 均涉及体系热力学状态热力学状态（自由能变化）；（自由能变化）； 和和动力学因素动力学因素（变化速率）。（变化速率）。 转变转变 不稳态不稳态 相分离相分离 亚稳态亚稳态 弛豫弛豫 能量更低的亚稳态能量更低的亚稳态 稳态稳态 亚稳态Metastable State 可持续很长时间的非平衡态亚稳态Metastable State 可持续很长时间的非平衡态 能量趋于越低，体系越稳定能量趋于越低，体系越稳定 9 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 1．1． 热力学热力学因素因素 ΔG ΔH - TΔSΔG ΔH - TΔSΔG 与温度相关。ΔG 与温度相关。 ΔG T TmII mII 阶段转变定律阶段转变定律 14 材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 第二节、相变概念 15 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 相变相变相变相变 外界约束连续变外界约束连续变外界约束连续变外界约束连续变 化化化化--------物相跃变物相跃变物相跃变物相跃变 物性跃变物性跃变物性跃变物性跃变 成分跃变成分跃变成分跃变成分跃变结构跃变结构跃变结构跃变结构跃变 一、一、phase transation 16 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 相变相变相变相变 外界约束连续变外界约束连续变外界约束连续变外界约束连续变 化化化化--------物相跃变物相跃变物相跃变物相跃变 物性跃变物性跃变物性跃变物性跃变 成分跃变成分跃变成分跃变成分跃变结构跃变结构跃变结构跃变结构跃变 对称破缺对称破缺对称破缺对称破缺 一、一、phase transation 17 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 在均匀一相或几个混合相内，出现具有不同成分或不同 结构（包括原子、离子或电子的位置或为向）或不同组 织形态或不同性质的相，称为相变。 在均匀一相或几个混合相内，出现具有不同成分或不同 结构（包括原子、离子或电子的位置或为向）或不同组 织形态或不同性质的相，称为相变。 当温度、压力或任何其它作用在该体系上的电场、磁场 发生变化时，体系的自由能将缓慢而连续地变化。 当温度、压力或任何其它作用在该体系上的电场、磁场 发生变化时，体系的自由能将缓慢而连续地变化。 只有当体系自由能的变化与相的结构的变化（包括原 子、离子或电子的位置或位向）发生关系时，则发生了 相变 只有当体系自由能的变化与相的结构的变化（包括原 子、离子或电子的位置或位向）发生关系时，则发生了 相变 二、相变的定义二、相变的定义 18 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 诱发诱发诱发诱发 原因原因原因原因 进行方式进行方式进行方式进行方式 热力学热力学热力学热力学 电子－晶格电子－晶格电子－晶格电子－晶格 相互作用相互作用相互作用相互作用 物理动力学物理动力学物理动力学物理动力学 晶格晶格晶格晶格动力动力动力动力 学学学学 远离平衡远离平衡远离平衡远离平衡 态的发生态的发生态的发生态的发生 各向异性各向异性各向异性各向异性 弹性力学弹性力学弹性力学弹性力学 三、相变的原因和方式三、相变的原因和方式三、相变的原因和方式三、相变的原因和方式 19 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 诱发诱发诱发诱发 原因原因原因原因 进行方式进行方式进行方式进行方式 热力学热力学热力学热力学 电子－晶格电子－晶格电子－晶格电子－晶格 相互作用相互作用相互作用相互作用 物理动力学物理动力学物理动力学物理动力学 晶格晶格晶格晶格动力动力动力动力 学学学学 远离平衡远离平衡远离平衡远离平衡 态的发生态的发生态的发生态的发生 各向异性各向异性各向异性各向异性 弹性力学弹性力学弹性力学弹性力学 方向方向方向方向 问题问题问题问题 路径问题路径问题路径问题路径问题 四、相变的方向和路径四、相变的方向和路径四、相变的方向和路径四、相变的方向和路径 20 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 物相的某个（阶）热力学势跃变，伴随物相的某物相的某个（阶）热力学势跃变，伴随物相的某物相的某个（阶）热力学势跃变，伴随物相的某物相的某个（阶）热力学势跃变，伴随物相的某 个（些）要素个（些）要素个（些）要素个（些）要素跃变跃变跃变跃变。。。。 称为相变，遵循称为相变，遵循称为相变，遵循称为相变，遵循第一、二原理第一、二原理第一、二原理第一、二原理 五、相变的物理图象五、相变的物理图象五、相变的物理图象五、相变的物理图象 相变的核心是物相相变的核心是物相相变的核心是物相相变的核心是物相跃变理论跃变理论跃变理论跃变理论 跃变跃变跃变跃变＝朗道理论的对＝朗道理论的对＝朗道理论的对＝朗道理论的对称破缺称破缺称破缺称破缺＝数学的＝数学的＝数学的＝数学的非连续非连续非连续非连续 21 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 六、六、狭义和广义相变狭义和广义相变 1.相变1.相变 随自由能变化而发生的相的结构的变化。随自由能变化而发生的相的结构的变化。 2.相变过程2.相变过程 物质从一个相转变到另一个相。物质从一个相转变到另一个相。 a）狭义的相变过程a）狭义的相变过程 相变前后化学组成不发生变化，是个物理过程而不涉及相变前后化学组成不发生变化，是个物理过程而不涉及 化学反应，如液体蒸发、α-石英与α-磷石英间的转化学反应，如液体蒸发、α-石英与α-磷石英间的转 变。变。 b 广义的相变过程b 广义的相变过程 包括过程前后相的组成变化，相变过程可能有反应发生包括过程前后相的组成变化，相变过程可能有反应发生 22 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 物质的化学、物理过程的运动，传递和反应 及其相互关系，归结为 物质的化学、物理过程的运动，传递和反应 及其相互关系，归结为“三传一反＋X”。“三传一反＋X”。 三传＝传质、传热、传能； 一反＝反应 ＋X＝将来出现的内涵，覆盖了所有物质的 物理和化学加工的工艺。 三传＝传质、传热、传能； 一反＝反应 ＋X＝将来出现的内涵，覆盖了所有物质的 物理和化学加工的工艺。 七、过程工程与相变七、过程工程与相变七、过程工程与相变七、过程工程与相变 23 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 研究从实验研究从实验研究从实验研究从实验/ / / /理论向实验、计算、理论理论向实验、计算、理论理论向实验、计算、理论理论向实验、计算、理论 三者相结合的方向发展，三者相结合的方向发展，三者相结合的方向发展，三者相结合的方向发展， 重点是重点是重点是重点是复杂系统复杂系统复杂系统复杂系统/ / / /多尺度多尺度多尺度多尺度/ / / /分子模拟分子模拟分子模拟分子模拟，，，， 向大尺度和小尺度扩展。向大尺度和小尺度扩展。向大尺度和小尺度扩展。向大尺度和小尺度扩展。 七、过程工程与相变七、过程工程与相变七、过程工程与相变七、过程工程与相变 24 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 结构是中心问题，应采用整体论与还原论相结合结构是中心问题，应采用整体论与还原论相结合结构是中心问题，应采用整体论与还原论相结合结构是中心问题，应采用整体论与还原论相结合 的方法；时间的方法；时间的方法；时间的方法；时间/ / / /空间的多尺度问题的关键是空间的多尺度问题的关键是空间的多尺度问题的关键是空间的多尺度问题的关键是跨尺度跨尺度跨尺度跨尺度 敏感性、尺度之间的关联、模型封闭问题敏感性、尺度之间的关联、模型封闭问题敏感性、尺度之间的关联、模型封闭问题敏感性、尺度之间的关联、模型封闭问题。。。。 研究对象是复杂系统，具有非线性和非平衡、多研究对象是复杂系统，具有非线性和非平衡、多研究对象是复杂系统，具有非线性和非平衡、多研究对象是复杂系统，具有非线性和非平衡、多 种控制因素、结构多尺度的特点。种控制因素、结构多尺度的特点。种控制因素、结构多尺度的特点。种控制因素、结构多尺度的特点。 七、过程工程与相变七、过程工程与相变七、过程工程与相变七、过程工程与相变 25 材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 第三节相变热力学、动力学、 结构学架构 第三节相变热力学、动力学、 结构学架构 26 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 本节思路本节思路 热力学条件热力学条件热力学条件热力学条件能量（能量（能量（能量（TdsTdsTdsTds束缚项＋束缚项＋束缚项＋束缚项＋PdvPdvPdvPdv功功功功 项）下降项）下降项）下降项）下降 动力学条件动力学条件动力学条件动力学条件母相经历一系列非平衡过母相经历一系列非平衡过母相经历一系列非平衡过母相经历一系列非平衡过 程转变为新相程转变为新相程转变为新相程转变为新相 27 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 相变的共性特点相变的共性特点相变的共性特点相变的共性特点 结构、物结构、物结构、物结构、物 性、成分性、成分性、成分性、成分 跃变跃变跃变跃变 路径阻路径阻路径阻路径阻 力最小力最小力最小力最小 方向能量降方向能量降方向能量降方向能量降 低、熵增大低、熵增大低、熵增大低、熵增大 28 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 热力学热力学热力学热力学划划划划 分相变分相变分相变分相变 一、相变分类原理一、相变分类原理一、相变分类原理一、相变分类原理 结构学结构学结构学结构学划划划划 分相变分相变分相变分相变 分别按热力学势跃变特征、结构跃变分别按热力学势跃变特征、结构跃变分别按热力学势跃变特征、结构跃变分别按热力学势跃变特征、结构跃变 特征、涨落特征划分相变特征、涨落特征划分相变特征、涨落特征划分相变特征、涨落特征划分相变 动力学动力学动力学动力学划划划划 分相变分相变分相变分相变 29 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 第一定律第一定律第一定律第一定律 热力学问题热力学问题热力学问题热力学问题 第二定律第二定律第二定律第二定律 方向问题及平衡条件方向问题及平衡条件方向问题及平衡条件方向问题及平衡条件 能否发生，可能性能否发生，可能性能否发生，可能性能否发生，可能性 二、热力学原理框架二、热力学原理框架二、热力学原理框架二、热力学原理框架 30 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 二、相变热力学二、相变热力学二、相变热力学二、相变热力学 凝固和大多数凝固和大多数凝固和大多数凝固和大多数 晶体结构转变晶体结构转变晶体结构转变晶体结构转变 高（二、三）级相变－高（二、三）级相变－高（二、三）级相变－高（二、三）级相变－ －连续相变－连续相变－连续相变－连续相变 V V V V、、、、S S S S连续连续连续连续 ，，，， G or FG or FG or FG or F的高（二、三的高（二、三的高（二、三的高（二、三 ）阶导不连续）阶导不连续）阶导不连续）阶导不连续 铁磁／顺磁、导体／超铁磁／顺磁、导体／超铁磁／顺磁、导体／超铁磁／顺磁、导体／超 导、有序／无序导、有序／无序导、有序／无序导、有序／无序 按热力学势的那一阶导数出现跃变按热力学势的那一阶导数出现跃变按热力学势的那一阶导数出现跃变按热力学势的那一阶导数出现跃变 一级相变－－一级相变－－一级相变－－一级相变－－ 不连续相变不连续相变不连续相变不连续相变G G G G or For For For F的一阶导的一阶导的一阶导的一阶导V V V V 、、、、S S S S不连续不连续不连续不连续 31 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 三三三三 、、、、 动动动动 力力力力 学学学学 原原原原 理理理理 框框框框 架架架架 分阶段物理学模分阶段物理学模分阶段物理学模分阶段物理学模 型如，形核－型如，形核－型如，形核－型如，形核－ 长大－粗化长大－粗化长大－粗化长大－粗化 动力学问题＝过程问题＝如何发生＝动力学问题＝过程问题＝如何发生＝动力学问题＝过程问题＝如何发生＝动力学问题＝过程问题＝如何发生＝ 现实性现实性现实性现实性 非平衡热力非平衡热力非平衡热力非平衡热力 学学学学 微观微观微观微观机制、转变途径、转变速率机制、转变途径、转变速率机制、转变途径、转变速率机制、转变途径、转变速率 有一定的定有一定的定有一定的定有一定的定 态，沿不同态，沿不同态，沿不同态，沿不同 的路径达到的路径达到的路径达到的路径达到 不同的定态不同的定态不同的定态不同的定态 物理动力学、晶物理动力学、晶物理动力学、晶物理动力学、晶 格动力学、各向格动力学、各向格动力学、各向格动力学、各向 异性弹性力学异性弹性力学异性弹性力学异性弹性力学 经历一系列非平衡达到平衡经历一系列非平衡达到平衡经历一系列非平衡达到平衡经历一系列非平衡达到平衡 现代热力学理现代热力学理现代热力学理现代热力学理 论论论论 分子动力学，分子动力学，分子动力学，分子动力学， 形核－长大－形核－长大－形核－长大－形核－长大－ 粗化作为伴随粗化作为伴随粗化作为伴随粗化作为伴随 过程的理论过程的理论过程的理论过程的理论 32 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 三、相变动力学分类三、相变动力学分类 第一类＝形核长大型＝第一类＝形核长大型＝非匀相非匀相非匀相非匀相始于程度大而范 围小的相起伏，已相变区与未相变区以相界面相 分隔，大多为形核长大型相变。 始于程度大而范 围小的相起伏，已相变区与未相变区以相界面相 分隔，大多为形核长大型相变。 第二类＝连续型＝第二类＝连续型＝匀相匀相匀相匀相始于程度小而范围大的 相起伏，由于相起伏的程度小，故母相中到处可 以形核。典型的相变如spinodal decomposition（增幅分解）。 始于程度小而范围大的 相起伏，由于相起伏的程度小，故母相中到处可 以形核。典型的相变如spinodal decomposition（增幅分解）。 33 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 四、结构学四、结构学四、结构学四、结构学 电子结构电子结构电子结构电子结构 跃变铁跃变铁跃变铁跃变铁 磁、超导磁、超导磁、超导磁、超导 化学键不破坏，拓化学键不破坏，拓化学键不破坏，拓化学键不破坏，拓 扑关系不变，潜热扑关系不变，潜热扑关系不变，潜热扑关系不变，潜热 小、势垒低、速度小、势垒低、速度小、势垒低、速度小、势垒低、速度 快，原子位移小于快，原子位移小于快，原子位移小于快，原子位移小于 一个原子间距。一个原子间距。一个原子间距。一个原子间距。 化学键大量破坏，拓化学键大量破坏，拓化学键大量破坏，拓化学键大量破坏，拓 扑关系显著变化，潜扑关系显著变化，潜扑关系显著变化，潜扑关系显著变化，潜 热大、势垒高、速度热大、势垒高、速度热大、势垒高、速度热大、势垒高、速度 慢，原子位移大于一慢，原子位移大于一慢，原子位移大于一慢，原子位移大于一 个原子间距。个原子间距。个原子间距。个原子间距。 原子、分子结构跃变原子、分子结构跃变原子、分子结构跃变原子、分子结构跃变 有序－有序－有序－有序－ 无序无序无序无序 可单列可单列可单列可单列 重构型重构型重构型重构型 reconstructivereconstructivereconstructivereconstructive一一一一 级相变级相变级相变级相变 位移型位移型位移型位移型displacivedisplacivedisplacivedisplacive 一级、弱一级、一级、弱一级、一级、弱一级、一级、弱一级、 二级相变二级相变二级相变二级相变 34 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 有序无序相变有序无序相变 旧相和新相结构只是对称性的改变，相变 过程以有序参量表征的相变。 旧相和新相结构只是对称性的改变，相变 过程以有序参量表征的相变。 属重构相变。如尖晶石结构的磁性体 Fe 属重构相变。如尖晶石结构的磁性体 Fe3 3OO4 4，室温下Fe，室温下Fe3 3FeFe2 2无序排列，但在 120K以下，Fe 无序排列，但在 120K以下，Fe3 3FeFe2 2占具各自的位置呈 有序排列，温度称居里点。 占具各自的位置呈 有序排列，温度称居里点。 35 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 五、按相变方式分类－Gibbs分类法五、按相变方式分类－Gibbs分类法 一、按物质状态划分一、按物质状态划分 液相（liquid）→固相（solid） →气相（gas）液相（liquid）→固相（solid） →气相（gas） 二、从热力学角度划分二、从热力学角度划分 根据相变前后热力学函数的变化，分为一级相变、二级相根据相变前后热力学函数的变化，分为一级相变、二级相 变和高级相变变和高级相变 三、 按相变发生的机理分类三、 按相变发生的机理分类 1、成核-生长机理（nucleation-growth transition）1、成核-生长机理（nucleation-growth transition） 2、斯宾那多分解（spinodal decomposition）2、斯宾那多分解（spinodal decomposition） 3、马氏体相变（martensite phase transation）3、马氏体相变（martensite phase transation） 4、有序-无序转变（disorder-order transition）4、有序-无序转变（disorder-order transition） 36 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 六、固态相变的特点六、固态相变的特点 1. 相变阻力大。1. 相变阻力大。存在体积变化造成应变能，相变阻力比 液体凝固大，要求较大驱动力，较大的过冷度。 存在体积变化造成应变能，相变阻力比 液体凝固大，要求较大驱动力，较大的过冷度。 2. 新相与母相之间存在一定的晶体学位向关系。2. 新相与母相之间存在一定的晶体学位向关系。一方面 新旧之间以原子排列相互接近的晶面为界面，单位面 积的能量可降低；另一方面当以切变方式转变时，按 这种特定关系原子的切变量较小，易于实现。转变往 往在母相的一定晶面上开始形成，称为惯习面，新相 的组织对母相有一定的遗传性。 一方面 新旧之间以原子排列相互接近的晶面为界面，单位面 积的能量可降低；另一方面当以切变方式转变时，按 这种特定关系原子的切变量较小，易于实现。转变往 往在母相的一定晶面上开始形成，称为惯习面，新相 的组织对母相有一定的遗传性。 37 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 六、固态相变的特点六、固态相变的特点 3. 母相的晶体缺陷对相变起促进作用。3. 母相的晶体缺陷对相变起促进作用。缺陷处形核可得到 附加能量补充，缺陷可加快扩散过程，有利于新相晶体 的生长。 缺陷处形核可得到 附加能量补充，缺陷可加快扩散过程，有利于新相晶体 的生长。 4. 扩散过程对相变的影响较大。4. 扩散过程对相变的影响较大。固体中原子扩散速度有 限，特别是伴随成分改变的相变过程，扩散成为控制 固体中原子扩散速度有 限，特别是伴随成分改变的相变过程，扩散成为控制反 应速度 反 应速度因素；在温度较低时，大的相变驱动力可能改变 转变类型，如从扩散型改变为协同型。 因素；在温度较低时，大的相变驱动力可能改变 转变类型，如从扩散型改变为协同型。 5. 易出现过渡相，有些反应不能进行到底，过渡相可以长 期保留。 5. 易出现过渡相，有些反应不能进行到底，过渡相可以长 期保留。通常发生在稳定相的成分与母相相差较远，转 变温度较低，原子扩散慢，稳定相的形核困难。 通常发生在稳定相的成分与母相相差较远，转 变温度较低，原子扩散慢，稳定相的形核困难。 38 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 引用声明引用声明 本课件的基本内容引用国内外学者的专著、 教材、论文、课件、报告等，没有逐一注释，向 相关学者表示感谢。同时，请课件学习者注意， 十分谨慎使用引用声明而不逐一注释的方式。 本课件的基本内容引用国内外学者的专著、 教材、论文、课件、报告等，没有逐一注释，向 相关学者表示感谢。同时，请课件学习者注意， 十分谨慎使用引用声明而不逐一注释的方式。 陈铮陈铮 39 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 谢谢大家 谢谢大家 ----Thanks for your attention
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