结晶

这是一篇关于结晶的思维导图

结晶

• 单晶合金
  • 溶质再分配
    • 产生原因 除纯金属这一特例外，单相合金的结晶过程一般是在一个固液两相共存的温度区间内完成的。在区间内的任一点，共存两相都具有不同的成分。因此结晶过程必然要导致界面处固、液两相成分的分离。同时，由于界面处两相成分随着温度的降低而变化，故晶体生长与传质过程必然相伴而生  L+α相图中液相线与固相线不重合；固液相成分不同 从生核开始直到凝固结束，在整个结晶过程中，固、液两相内部将不断进行着溶质元素重新分布的过程 
    • 界面处固、液两相的成分不同
    • 固相无扩散、液相有限扩散
      • 有一小段溶质富集区
  • 过冷状态
    • 热过冷
      • 三种情况  bc都会有枝晶产生
      • 由熔体实际温度分布所决定的过冷状态称为热过冷
    • 成分过冷
      •  因为溶质再分配导致液相中浓度升高，使得开始结晶的温度升高，出现一部分成分过冷。 不发生成分过冷的最小温度梯度  成分过冷判据 可以看出如果想避免成分过冷应该增大温度过冷度；降低生长速度 
      • 其过冷状态要由界面前方的实际温度和熔体内的液相线温度分布共同确定
    • 对结晶过程的影响
      • 热过冷
        • 无热过冷
          • 单向传热定向凝固正温度梯度，制备单晶的关键
          • 平面生长：界面能最低的宏观平坦的界面形态是稳定的
          • 可制备单晶
        • 存在热过冷
          • 枝晶生长：固液界面不稳定，有一偶然凸起则导致凸起继续快速生长
          • 热力学上不利于枝晶，动力学上利于枝晶产生
      • 成分过冷
        • 无成分过冷
        • 窄成分过冷
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          • 胞状生长：胞状界面向前推进的生长方式
        • 宽成分过冷区
          • 柱状枝晶
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          • 等轴枝晶
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            • 前这部分熔体也将发生新的生核过程
        • 成分过冷区增大促进外生生长转变为内生生长
• 多相合金
• 内生生长
  • 等轴枝晶
    • 熔体内部自由生长
• 外生生长
  • 平面生长
  • 胞状生长
  • 柱状枝晶生长
  • 晶体自型壁生核