凝固過(guò)程的溶質(zhì)再分配

關(guān)于凝固過(guò)程的溶質(zhì)再分配第一頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日序言觀察圖2-20，著重體會(huì)下列問(wèn)題：相平衡時(shí)各相的溶質(zhì)含量之間的聯(lián)系。定值，不隨初始成分變化！比較不同溫度下的固液兩相的溶質(zhì)平衡濃度之比是否變化？變化引入課題——凝固過(guò)程的溶質(zhì)平衡分配第1課時(shí)2第二頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日§1.4凝固過(guò)程的溶質(zhì)再分配思考幾個(gè)問(wèn)題為什么出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，是必然還是偶然？用什么量描述偏析傾向大??？如何根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算或確定偏析傾向？哪些因素影響偏析傾向？3第三頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日自學(xué)P66-72，20分鐘著重理解下列概念溶質(zhì)平衡分配系數(shù)：定義式、理論計(jì)算式溶質(zhì)平衡分配系數(shù)與液相線斜率之間的關(guān)系壓力和曲率對(duì)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的影響作用4第四頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日§1.4凝固過(guò)程的溶質(zhì)再分配

——總結(jié)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的概念

恒溫條件下固相溶質(zhì)濃度與液相溶質(zhì)濃度達(dá)到平衡時(shí)的比值

5第五頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日§1.4凝固過(guò)程的溶質(zhì)再分配

——總結(jié)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的計(jì)算二元合金溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的熱力學(xué)計(jì)算公式

6第六頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日曲率對(duì)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的影響曲率越大，平衡分配系數(shù)越大（越接近1），溶質(zhì)富集現(xiàn)象越輕！7第七頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日壓力對(duì)C0的影響壓力超過(guò)100個(gè)大氣壓，才對(duì)平衡分配系數(shù)產(chǎn)生影響！8第八頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日§1.4凝固過(guò)程的溶質(zhì)再分配

——總結(jié)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的影響因素界面曲率對(duì)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的影響壓力對(duì)對(duì)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的影響

9第九頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日§1.4凝固過(guò)程的溶質(zhì)再分配

——總結(jié)壓力和界面曲率對(duì)液相線斜率的影響

界面曲率的影響

壓力的影響

10第十頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日K0<1練習(xí)：填寫(xiě)相區(qū)，寫(xiě)出平衡分配系數(shù)表達(dá)式，判斷k0值。11第十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日K0>1練習(xí)：判斷該合金屬于哪種合金（k0大于1，還是小于1？）AB12第十二頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日13第十三頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)總結(jié)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)的值與相圖的聯(lián)系Ko小于1——共晶反應(yīng)、固熔體隨著溶質(zhì)含量提高，凝固平衡溫度降低——絕大多數(shù)如此數(shù)值越小，固相線和液相線的斜率差越大。Ko大于1——特殊包晶反應(yīng)隨著溶質(zhì)含量提高，凝固平衡溫度提高數(shù)值越大，固相線和液相線的斜率差越大，結(jié)晶溫度范圍越大。過(guò)共晶合金的Ko如何計(jì)算？溶質(zhì)！均為小于114第十四頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)試根據(jù)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)畫(huà)出凝固體系的溶質(zhì)分布圖CLCS固液界面液相區(qū)固相區(qū)15第十五頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日界面成分與界面溶質(zhì)分配系數(shù)第2課時(shí)16第十六頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題1：具體凝固條件下固液界面上液相成分和固相成分究竟是多少？根據(jù)L、S的G-X曲線利用公切線法可以確定平衡凝固條件下的液相成分和固相成分。根據(jù)液相G-X曲線的切線與固相G-X線的交點(diǎn)確定可能的固相成分范圍（兩交點(diǎn)間）。17第十七頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日SLCs（eq）CL（eq）C（To）Cs1Cs2Cs1C0GsGLGCs1C,%18第十八頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題2：什么條件下固相成分等于合金的原始成分？（穩(wěn)定態(tài)凝固）條件1：固相成分可能范圍必須包含C0。如果與成分為C0的液相共存的固相可能的成分范圍包括原始成分C0

，則固相成分等于合金的原始成分是可能的。如果與成分為C0的液相共存的固相可能的成分范圍不包括原始成分C0

，則固相成分不可能等于合金的原始成分。條件2：C0成分的固相G必須低于平衡成分CS(eq)對(duì)應(yīng)的G。否則會(huì)趨向熔化。條件3：溫度低于固相線溫度19第十九頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題3發(fā)生穩(wěn)定態(tài)凝固的條件是什么？合金成分范圍？凝固溫度范圍？TLT0TSC,%T從相圖上畫(huà)出其區(qū)域？20第二十頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日討論2、圖2-25的意義SLCs（eq）CL（eq）C（To）21第二十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日可能的固相成分范圍22第二十二頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日什么情況下界面的固相成分可能與液相成分相同？To溫度下凝固——無(wú)擴(kuò)散凝固23第二十三頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日討論何謂穩(wěn)態(tài)凝固？固相成分等于合金原始成分無(wú)偏析！當(dāng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，能夠恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。即C0處的吉布斯自由能最小穩(wěn)態(tài)凝固的條件：圖2-28、2-29、2-30，2-31在極慢或極快的凝固條件下都可以獲得。24第二十四頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日25第二十五頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日26第二十六頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日27第二十七頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日討論非平衡凝固時(shí)界面上固液兩相的成分的關(guān)系如何描述？界面溶質(zhì)分配系數(shù)與平衡分配系數(shù)的關(guān)系v為分子或原子擴(kuò)散速度為一個(gè)與溶質(zhì)濃度無(wú)關(guān)的常數(shù)

28第二十八頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日討論與總結(jié)界面溶質(zhì)分配系數(shù)的影響因素晶體的長(zhǎng)大速度f(wàn)分子的擴(kuò)散速度v平衡分配系數(shù)k0分子的解離系數(shù)界面溶質(zhì)分配系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定定向凝固淬火法29第二十九頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日30第三十頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日課外練習(xí)P78習(xí)題2.8

習(xí)題2.9。補(bǔ)充說(shuō)明：反應(yīng)系數(shù)即解離常數(shù)與擴(kuò)散速度的乘積。補(bǔ)充題：試畫(huà)圖說(shuō)明平衡凝固、快速凝固（非平衡凝固）和近平衡凝固的固液界面附近的溶質(zhì)分布規(guī)律。31第三十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日凝固熱力學(xué)小結(jié)液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和遺傳性凝固的驅(qū)動(dòng)力和平衡溫度三種凝固類(lèi)別條件下的溶質(zhì)再分配平衡凝固:界面和相內(nèi)的擴(kuò)散均達(dá)到平