晶体生长与二次再结晶

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1、§9-4晶粒生长与二次再结晶1、定义：晶粒生长－－材料热处理时，平均晶粒连续增大的过程。推动力：基质塑性变形所增加的能量提供了使晶界移动和晶粒长大的足够能量。二次再结晶－－(晶粒异常生长或晶粒不连续生长)少数巨大晶体在细晶消耗时成核长大过程。2、晶粒长大的几何情况：晶界上有界面能作用，晶粒形成一个与肥皂泡沫相似的三维阵列；边界表面能相同，界面夹角呈120度夹角，晶粒呈正六边形；实际表面能不同，晶界有一定曲率，表面张力使晶界向曲率中心移动。晶界上杂质、气泡如果不与主晶相形成液相，则阻碍晶界移动。晶粒长大定律：t=0时，晶粒平均尺寸讨论：(1)当晶粒生长后期(理论

2、)：D>>D0(2)实际：直线斜率为1/2～1/3，且更接近于1/3。原因：晶界移动时遇到杂质或气孔而限制了晶粒的生长。界面通过夹杂物时形状变化3、晶界移动(1)移动的七种方式1－气孔靠晶格扩散迁移2－气孔靠表面扩散迁移3－气孔靠气相传递4－气孔靠晶格扩散聚合5－气相靠晶界扩散聚合6－单相晶界本征迁移7－存在杂质牵制晶界移动2675431晶界的移动方向(2)气孔位于晶界上移动？阻碍？影响因素：晶界曲率；气孔直径、数量；气孔作为空位源向晶界扩散的速度；气孔内气体压力大小；包裹气孔的晶粒数。(A)Vb=0(B)Vb=Vp(C)Vb>Vp_晶界移动方向气孔移动方向Vb－晶

3、界移动速度；Vp－气孔移动速度。气孔通过空位传递而汇集或消失。实现烧结体的致密化。对于烧结体致密化不利初期中、后期后期后期：当Vp=Vb时，A：要严格控制温度。B：在晶界上产生少量液相，可抑制晶粒长大。原因：界面移动推动力降低，扩散距离增加。4、讨论：坯体理论密度与实际密度存在差异的原因？晶粒长大是否无止境？(1)存在因素：气孔不能完全排除。随烧结进行，T升高，气孔逐渐缩小，气孔内压增大，当等于2/r时，烧结停止。但温度继续升高，引起膨胀，对烧结不利。采取措施：气氛烧结、真空烧结、热压烧结等。讨论：a、(2)Zener理论d－夹杂物或气孔的平均直径f－夹杂物或气孔

4、的体积分数Dl－晶粒正常生长时的极限尺寸原因：相遇几率小。b、初期：f很大，D0>Dl，所以晶粒不会长大；中、后期：f下降，d增大，Dl增大。当D0

5、晶粒异常长大的根源：起始颗粒大小；控制温度(抑制晶界移动速率)；起始粉料粒度细而均匀；加入少量晶界移动抑制剂。36103060100100603010631起始粒度最后晶粒与起始晶粒尺寸的比例起始粒度不均匀；烧结温度偏高；烧结速率太快；成型压力不均匀；有局部不均匀液相。采取措施：谢谢