金屬結(jié)晶的基本過程
通過純金屬冷卻加工過程中的曲線圖中能夠了解到,金
屬的結(jié)晶時間還是很長的。在這個形成過程中,金屬由
液態(tài)轉(zhuǎn)化為晶體,這個形成的過程就是結(jié)晶過程。這個
過程可分為晶核的形成和晶核的長大兩大特定過程。
晶核的形成當(dāng)液態(tài)金屬由高溫向低溫逐漸冷卻時,隨著
溫度的不斷降低,金屬原子的活動能力也隨之漸漸降低
,這樣原子的結(jié)合力也隨之變大。隨著液態(tài)金屬溫度不
斷降低,達(dá)到實際結(jié)晶溫度時,在材料的一些微小的局
部體積內(nèi),原子會自發(fā)地聚集在一起,并有規(guī)律的按照
金屬晶體的固有方式排列成原子集合體,這樣就形成了
結(jié)晶的核心,也就是我們常說的晶核。
如果在液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變晶體的過程中,液態(tài)金屬中摻雜著
一些外來的固態(tài)雜質(zhì)微粒,這樣也可以成為晶核的,起
到結(jié)晶核心的作用。
當(dāng)液態(tài)金屬溫度降低到一定溫度時,形成晶核后,這時
周圍液體中的原子都會被晶核吸附,這樣就形成了周圍
原子按一定的幾何形式不斷地向晶核聚集,晶核就可以
不斷長大。同一時刻,其它部位的液態(tài)金屬中以同樣的
方式產(chǎn)生晶核并長大。這種晶核的形成和長大兩種過程
同時反復(fù)進(jìn)行,當(dāng)所有液態(tài)金屬完全轉(zhuǎn)變成固態(tài),結(jié)晶
過程也就結(jié)束了。