北京科技大学固态转变复习题最终版

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1、1、相变分类：⑴按相变时热力学参数变化特征分类：①一级相变：指发生相变时，两相的Gibbs自由能和化学势都相等，但化学势的一阶偏微分不相等的相变。（特点：体积变化、有能量的吸收或释放）1212即G1=G2，µ1=µ2，()p()p，()T()T。TTPP②二级相变：指发生相变时，两相的Gibbs自由能和化学势以及化学势的一阶偏微分都相等，但二阶偏微分不相等的相变。（特点：体积和能量无变化）1212即G1=G2，µ1=µ2，()p()p，()T()TTTPP222222121212()p(

2、)p，()T()T，()p()p2222TTPPTPTP⑵按相变方式分类：①形核—长大型相变：指由程度大、范围小的起伏开始发生的相变。即相变过程中在母相中形核，然后长大。②连续型相变：指由程度小、范围广的起伏连续地长大形成新相的相变。即相变不需要形核过程，由起伏直接长大为新相。⑶按原子迁移特征分：①扩散型相变：相变过程主要依赖于原子（或离子）的扩散迁移过程，相变前后通常有成分变化。②连续型相变：相变过程中无原子（或离子）的扩散，或者虽存在扩散，但不是相变所必须的或者主要的过程，并且相变前后没有成分变化。2、经典形核理论：⑴均匀形核（自发形核）：指新

3、相晶核是在母相中均匀的生成，即晶核由液相中的一些原子团直接形成，不受杂质粒子或外表面的影响。⑵非均匀形核（非自发形核）：坤哥出品，必属精品！指新相优先在母相中存在的异质处形核，即依附于液相中的杂质或外来表面形核。⑶相变驱动力：相变热力学指出，一切系统都有降低自由能以达到稳定状态的自发趋势，因此相变驱动力指新相和母相自由能之差。⑷形核驱动力和核心成分：形核驱动力是指刚形成晶核β时，成分为Xβ的少量物质从ɑ相移至β相时自由能的变化。核心成分是指生成的新相β的成分Xβ，核心成分不同，形核驱动力则不同，因此要先求核心成分，再求形核驱动力。⑸形核率：单位时间内，在单位体积的未经

4、转变或成分未发生变化的母相基体中，所形成的核心的数目。⑹界面能作用、应变能作用：①界面能是形核的阻力，形核时总希望有最低的总界面能。②应变能也是形核的阻力，即在形核过程中产生的应变能会抵消一部分形核驱动力。所以，相变阻力的产生是新相和母相之间界面能和应变能共同作用的结果。⑺界面过程控制长大、长程扩散控制长大：①新相和母相具有相同的化学组成时，新相晶胚的生长过程受控于界面区原子的短程扩散，则属于界面控制型生长。界面过程分为非热激活和热激活两种。对于非热激活长大，原子从母相迁移到新相并不需要跳离原来位置，也不改变相邻的排列次序，而是靠切变方式使整层母相原子转变为新相，这个

5、过程不需要热激活。而对于热激活长大，界面推移需要靠单个原子随机地独立地跳越界面进行，需要克服一个位垒。②新相和母相具有不同的化学组成时，新相晶胚的生长大多情况下受控于有关组分在母相中的长程扩散，属于扩散控制型长大。3、JMAK方程：nX1exp(Bt)式中：B—速度常数，与温度密切相关。n—与相变类型有关的常数。t—时间该方程用于表述不同相变情况下，相变进行的程度（X）和经历的时间（t）之间的关系。坤哥出品，必属精品！4、相变晶体学：⑴母相与新相的位相关系：两相之间的位相关系是指两项以各自晶体坐标表示时位相之间的关系。⑵位相关系表达方法：①基失表示法：是指将新相

6、的基失在母相晶体坐标系中表示，使新相相对于母相的位相关系唯一确定。②面—向结合表示法：如果系统中两相的某些低指数面平行，而且面上存在一对低指数方向平行，则位相关系往往直接采用这些平行矢量的指数描述，即为面—向结合表示法。③位相关系矩阵表示法：位相关系矩阵联系两相中互相平行的单位矢量，该矩阵中的行向量和列向量分别反映了一相晶体的基失在另一相晶体坐标系中的表示，即为位相关系矩阵表示法。它与基失表示法之间可以直接对应。⑶O点阵理论：任取两个点阵互相贯穿构成复合贯穿点阵，在考察复合贯穿点阵每个阵点位置的周围环境时，发现有些阵点位置有规律且周期性地分布在整个贯穿点阵中，这些环境

7、相同的等效点就称为O点，由这些O点周期性的分布组成的点阵，称为O点阵，O点阵理论是分析晶间位错的有效工具。⑷相变晶体学模型：①结构台阶模型②近重合位置模型5、多形性转变：⑴元素—同素异构转变：⑵化合物—多形性转变：很多材料在温度和压力发生变化时，其晶体结构会发生转变。元素发生这种行为称为“同素异构转变”，化合物发生这种行为则称为“多形性转变”。发生同素异构和多形性转变时，由于不同晶体结构的致密度和配位数等不同，将伴随有体积变化和电阻、热膨胀系数等物理参量突变。这是金属材料热处理的依据之一，也是制备新材料必须要考虑的因素之一。6、脱溶转变：⑴脱溶转变定