凝固過(guò)程熱力微觀研究用便攜
金相顯微鏡廠商
從熱力學(xué)觀點(diǎn)看,凝固過(guò)程要求放出熱量,以改變各相的自
由能,從而改變各相的熱力學(xué)相對(duì)穩(wěn)定性。根根同樣的觀點(diǎn),熱
力學(xué)穩(wěn)定的相更有可熊被觀測(cè)到,但是,從一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N
相則需要其原子的重新排列。對(duì)于純物質(zhì),原子重新排列可在較
小的范圍(原子尺度)內(nèi)進(jìn)行,以形成新的晶體結(jié)構(gòu),;而對(duì)于合
金的凝固,則需要原子作更長(zhǎng)距離(仍然是微觀尺度)的遷移,
致使傳質(zhì)過(guò)程控制了相的轉(zhuǎn)變過(guò)程。正因?yàn)榇嬖谥舆w移,凝
固決不可能是平衡過(guò)程,因而總是需要某種對(duì)平衡狀態(tài)不可逆的
偏離來(lái)驅(qū)動(dòng)這一過(guò)程。
生長(zhǎng)中界面的形態(tài)穩(wěn)定性是不能用經(jīng)典熱力學(xué)的定義加以確
定的,當(dāng)前對(duì)平衡熱力學(xué)的引伸還沒(méi)能提供一種完全可接受的替
代方法。為了對(duì)生長(zhǎng)形態(tài)進(jìn)行理論分析,有必要采用建立在試探
基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)。所作的最簡(jiǎn)單的假設(shè)是:生長(zhǎng)中所呈現(xiàn)的
形態(tài)是具有最大生長(zhǎng)速率或最小過(guò)冷度的形態(tài)。另一種方法是采
用穩(wěn)定性變量,建立擾動(dòng)的數(shù)學(xué)函數(shù)來(lái)描述圍液界面,以確定界
面是否可能從一種形態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種形態(tài)。如果擾動(dòng)隨時(shí)間進(jìn)程
而增強(qiáng),就認(rèn)為界面形態(tài)是不穩(wěn)定的,反之則是穩(wěn)定的