13.固溶体合金在结晶时溶质和溶剂原子的重新分配和相互扩散.doc

13.固溶体合金在结晶时溶质和溶剂原子的重新分配和相互扩散.doc固溶体合金在结晶时溶质和溶剂原子的重新分配和相互扩散温度时固溶体合金的平衡结晶形核:,假如成分为的合金在温度温度时开始结晶,按照相平衡关系,此时形成成分为的固溶体晶核。浓度梯度的形成:但是由于固相的晶核是在成分为的原液相中形成,因此势必要将多余的溶质原了通过固液界面向液相中排出,使界面的液相成分达到该温度下的平衡成分,但此吋远离固液界面处的液相成分仍保持原来的成分,这样,在界面的邻近区域即形成了浓度梯度,。浓度梯度引起的原子扩散:出于浓度梯度的存在,就必然引起液相内溶质B和溶剂A原子的相互扩散,即界面处的B原子向远离界而的液相内扩散,而远处液相内的A原子向界面处扩散,结果使界面处的溶质原子浓度自降至,如图3-18b所示破坏相平衡:但是在温度下,只能存在的相平衡,界面处液相成分的任何偏离都将破坏这一相平衡关系,这是不能允许的。相平衡重新建立:为了保持界而处原来的相平衡关系,只有使界面向液相中移动,即晶体长大,而晶体长大所出的溶质原子使相界面处的液相浓度恢复到平衡成分如图3-18c,相界面处相平衡关系的重新建立,过程反复进行直到:又造成液相成分的不均匀,出现浓度梯度,这势必又引起原子的扩散,破坏相平街,最后导致品体进一步长大,从而维持原来的相平衡。如此反复,直到液相成分全部变到为止,。温度时固溶体合金的平衡结晶晶体长大依赖:当温度自降时,结晶过程的继续进行,一方面依赖于在温度时所形成晶体的继续长大,另一方面是在温度时重新形核并长大。形核两相成分建立相平衡:在时的重新形核和长大过程与时相似,只不过此时液相的成分已是,新的晶核是在成分的液相中形成,且晶核的成分为,与其相邻的液相成分为,建立了新的相平衡:浓度梯度的形成:远离固液界面的液相成分仍为。此外,在温度时形成的晶体在继续长大时,由于在时新生长的晶体成分为,因此又出现了新旧固相间的成分不均匀问题。这样一来,无论在液相内还是在固相内都形成了浓度梯度。浓度梯度引起的扩散破坏相平衡:于是,不但在液相内存在扩散过程,而且在固相内也存在扩散过程,这就使相界面处液相和固相的浓度都发生了改变,从而被坏了相界面处的相平衡关系。相平衡重新建立:这是不能允许的。为了建立温度下的相平衡关系,使相界面处的液相成分仍为,固相成分仍为,只有使已结晶的固相进一步