临界晶核 解释临界晶核半径和形核功的意义,以及为什么形核要有一定过冷度

2020-03-03 07:18:31 来源：朵拉利品网

2, 解释临界晶核半径和形核功的意义,以及为什么形核要有一定过冷度

临界晶核半径r*的意义如下：rr =r*时，产生的晶核处于介稳状态，既可消散也可生长；
r>r*时，不稳定的晶胚转化为稳定晶核，开始大量形核。
故r*表示原先不稳定的晶胚转变为稳定晶核的临界尺寸。
临界形核功ΔG*的意义如下：表示形核过程系统需克服的能量障碍，即形核“能垒”。只有当
ΔG≥ΔG*时，液相才开始形核。
由形核功的公式可知 对某种晶体而言，VS等参数均为定值，ΔG*∝ΔT-2，过冷度ΔT 越小，形核功ΔG*越大，ΔT→0时，ΔG*→∞，这表明过冷度很小时难以形核，所以物质凝固形核必须要有一定过冷度

3, 怎么样的是晶核？

临界晶核半径r*的意义如下：rr =r*时，产生的晶核处于介稳状态，既可消散也可生长；
r>r*时，不稳定的晶胚转化为稳定晶核，开始大量形核。
故r*表示原先不稳定的晶胚转变为稳定晶核的临界尺寸。
临界形核功ΔG*的意义如下：表示形核过程系统需克服的能量障碍，即形核“能垒”。只有当
ΔG≥ΔG*时，液相才开始形核。
由形核功的公式可知 对某种晶体而言，VS等参数均为定值，ΔG*∝ΔT-2，过冷度ΔT 越小，形核功ΔG*越大，ΔT→0时，ΔG*→∞，这表明过冷度很小时难以形核，所以物质凝固形核必须要有一定过冷度

名词解释

形核

当液相过冷至实际结晶温度后，经过一段孕育期，在液相内部开始出现许多有序排列的小原子团，称之为晶胚。当晶胚达到某一临界尺寸后，就成为可以稳定存在并自发长大的晶核，这一过程称为形核。 液相结晶过程中，晶核的形成方式有两种：均匀形核（均质形核或自发形核）和非均匀形核（异质形核或非自发形核）。

晶核

晶核为晶体的生长中心。晶核的形成有两种方式，若液相中各个区域内出现新相晶核的几率是相同，称为均匀形核。若在液相中，新相优先在某些区域内形核，则称为非均匀形核。

过冷

过冷（Supercooling，又译超冷冻）是一种物理现象，透过降低液体或气体的温度，但不使其凝固的过程，能做到让水瞬间凝冰的效果。

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