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menkuo1110

木虫 (正式写手)

[求助] 晶化过程求解释 已有1人参与

1图为用快淬法在不同轮速条件下制备的样品的XRD;2图为对应的DSC。从图中可以看出,非晶成分多的样品一步晶化,而非晶量少的样品两步(至少)晶化。随着非晶成分变化而对应的晶化过程的变化趋势明显。如何解释该问题,样品非晶含量为何影响晶化过程?
谢谢各位高手了!

晶化过程求解释
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晶化过程求解释-1
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

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【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
非晶一般应该属于非平衡组织,系统的能量高,热力学上不是最稳定的状态;其量越多越不稳定,转变速度就会越迅速。只要外部环境满足其动力学条件,就要发生晶化转变。
2楼2014-12-03 11:07:29
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menkuo1110

木虫 (正式写手)

高手,可否再指点一二:
我有两个思路解释该问题:(1)热力学,如你所说,非晶能量高,从能量角度解释
(2)形核动力学,完全非晶没有有效的形核点,因此要经历先形核后长大的过程;而部分非晶部分成相的样品可以直接形核
但我困惑的是,为何初始非晶程度会影响晶化过程?两步为何会变成一步,所有样品完全晶化之后得到的XRD基本一样。文献上说部分非晶部分成相的样品第一放热峰是某亚稳相,为何完全非晶样品晶化过程那个亚稳相就不析出了?
3楼2014-12-03 11:37:56
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menkuo1110

木虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by peterflyer at 2014-12-03 11:07:29
非晶一般应该属于非平衡组织,系统的能量高,热力学上不是最稳定的状态;其量越多越不稳定,转变速度就会越迅速。只要外部环境满足其动力学条件,就要发生晶化转变。

高手,可否再指点一二:
我有两个思路解释该问题:(1)热力学,如你所说,非晶能量高,从能量角度解释
(2)形核动力学,完全非晶没有有效的形核点,因此要经历先形核后长大的过程;而部分非晶部分成相的样品可以直接形核
但我困惑的是,为何初始非晶程度会影响晶化过程?两步为何会变成一步,所有样品完全晶化之后得到的XRD基本一样。文献上说部分非晶部分成相的样品第一放热峰是某亚稳相,为何完全非晶样品晶化过程那个亚稳相就不析出了?
4楼2014-12-03 11:38:50
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peterflyer

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【答案】应助回帖

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menkuo1110: 金币+66, ★★★很有帮助 2014-12-10 11:42:55
引用回帖:
3楼: Originally posted by menkuo1110 at 2014-12-03 11:37:56
高手,可否再指点一二:
我有两个思路解释该问题:(1)热力学,如你所说,非晶能量高,从能量角度解释
(2)形核动力学,完全非晶没有有效的形核点,因此要经历先形核后长大的过程;而部分非晶部分成相的样品可以 ...

(1)所有样品完全晶化之后得到的XRD基本一样,这是必然的。因为某种材料的稳定相的晶胞类型与晶胞尺寸均为定值。
(2)初始非晶程度会影响晶化过程,这可能是因为非晶含量的多少决定了系统能量的高低,也就是向最稳定状态转变的动力的大小。动力大的转变速度必然就快;反之则其反。
(3)完全非晶样品晶化过程两步会变成一步、亚稳相不析出了的原因可能就是转变的动力太大,以至于不需要在进一步从外部吸取能量,直接进行了彻底转变。就如同附图里所示的两个从高处在具有较大摩擦系数的坡上滑下来的的情形一样。A中的球滑到中间台阶处后由于各种原因不能够继续越过中间台阶,只能等到外界再次施加能量给它才能继续向下滑;而B中由于能量高,虽然过程中也损失了很多能量,但剩余的能量仍使它能够克服中间台阶后继续向下滑行。
晶化过程求解释-2
未命名.JPG

5楼2014-12-03 13:04:15
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menkuo1110

木虫 (正式写手)

引用回帖:
5楼: Originally posted by peterflyer at 2014-12-03 13:04:15
(1)所有样品完全晶化之后得到的XRD基本一样,这是必然的。因为某种材料的稳定相的晶胞类型与晶胞尺寸均为定值。
(2)初始非晶程度会影响晶化过程,这可能是因为非晶含量的多少决定了系统能量的高低,也就是向最 ...

非常感谢您认真地回答!您(3)中提到的“A状态小球达到凹槽处不能继续下滑,只能外界再次施加能量才能使其继续下滑”,其中“外界再次施加能量”可否理解为DSC不断升温为其提供能量?因此出现第二峰?
6楼2014-12-03 15:25:30
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

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引用回帖:
6楼: Originally posted by menkuo1110 at 2014-12-03 15:25:30
非常感谢您认真地回答!您(3)中提到的“A状态小球达到凹槽处不能继续下滑,只能外界再次施加能量才能使其继续下滑”,其中“外界再次施加能量”可否理解为DSC不断升温为其提供能量?因此出现第二峰?...

至少我目前是这样认为的。
7楼2014-12-03 16:35:42
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