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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 基础研究 » 形核自由能的问题
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kokon1022

金虫 (小有名气)

[交流] 形核自由能的问题

均质形核的自由能解释部分关于临界形核尺寸的讨论估计做凝固的都耳熟能详，今天重新看到这个图的解释，忽然有个问题。关于临界形核尺寸，过了临界形核尺寸（b 点）以后，由于整体自由能随着核心尺寸的增加呈下降趋势，晶核的生长过程就可以自发完成。但事实上在该点的总的自由能为正值。其实在a点以前，整体的体系自由能一直都为正，即凝固产生的体积自由能变化不足以克服增加的表面自由能，使得体系的自由能与形核以前比是增加的。那么现在问题是这个从一开始自由能就增加的过程最开始是如何发生的呢？

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1楼 2012-11-08 07:19:51
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行云流水吧

木虫 (正式写手)
★
kokon1022(金币+1): 谢谢参与
我觉得是因为在液相中存在 结构起伏、能量起伏，在这些起伏作用下会形成晶胚，这些晶胚的尺寸有大有小，也在不断变化。能量起伏提高了驱动力。
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6楼2012-11-09 19:18:52
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lzhang7352

铁虫 (初入文坛)
★
kokon1022(金币+1): 谢谢参与
过冷液体中原子可动，一些原子随机形成一些排列有序的小晶核，小晶核也同时会消失又重新变得无序，这样的过程是动态的，来自于液体内能量微小的涨落。我理解的形核不是直线性的，而是从统计热力学的角度。形核功的图只告诉我们什么样尺寸的晶核是稳定的晶核，并没有描述晶核从小长大的过程中自由能的变化。
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3楼2012-11-08 09:01:50
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kokon1022

金虫 (小有名气)
楼上说的有道理，液态结构的原子起伏在某种程度上影响形核的发生。如果从这个角度讲，在形核起始阶段研究自由能变化就没有意义，那这张图至少是不准确的。
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4楼2012-11-08 17:08:27
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lzhang7352

铁虫 (初入文坛)
图没有问题。这个图并没有描述形核过程的意思，你所说的“形核起始阶段” 也无从谈起。热力学角度的理论分析可以明确界面自由能与体自由能竞争影响临界形核尺寸的物理本质。
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5楼2012-11-09 15:00:06
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