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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 交流互助 » 请教金属凝固时【形核率随时间】的变化
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木材才

金虫 (初入文坛)

[求助] 请教金属凝固时【形核率随时间】的变化 已有2人参与

请教一下，金属在凝固时，在一定的温度和成分的情况下，形核率怎么随时间变化呢？我看一些书给了一个类似的公式:形核率I=Ist（稳态形核率）exp(-τ/t)，τ是孕育期时间，但没给出物理解释，分析公式知，形核率随着时间t的增加而增加。但是，以我的理解，形核过程中不断消耗基体里的溶质原子，速率怎么不减反增呢？请帮帮我，谈谈形核率随时间的变化及解释，谢谢！
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1楼 2015-04-09 21:04:48
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zhengxp

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
木材才: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢你的回答！请问对于固态相变的情况，能详细解释下恒温条件下形核率随时间的变化吗？ 不好意思之前没说清楚，那个公式也是对于固态相变形核的！ 2015-04-10 21:12:16
液态金属凝固时，形核率是随着时间而变化的，但是，不可能一直随着时间增大，因为当达到一定形核率后，几乎就不会再有新的形核出现了，因为驱动力已经无法达到临界形核功了，此时，几乎已经形核完成，剩下的就是开始长大。理论上是可以继续形核，但是实际形核是很短的，十几秒或者几十秒就结束了，除非有更多的液体存在，或者有更大的过冷度，或者对它进行物理扰动。
再解释你的疑虑，金属凝固，主要靠的是成分过冷，凝固时，基体会排出多余的溶质原子，这样就导致液面前方出现溶质原子的成分偏高，从而会因溶质原子浓度偏高而成分过冷，开始溶质原子自发的大量形核，因此急剧的使形核率增大。
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尽力而为
2楼2015-04-09 23:45:14
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dickliu7

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
木材才: 金币+10, 真的非常感谢！ 但是请问能再详细说明下固态相变析出形核的形核率变化情况吗？ 或者哪里有相关的资料，可以找到，我确实找了很多文献和书籍，都没有物理解释，初学者想不明白怎么能更好地理解和掌握这个知识点。谢谢！ 2015-04-10 21:14:24
我想你最大的問題是將析出孕核，與凝固孕核混淆在一起。前者才有溶質的?舛葐栴}，後者沒有這個限制，與基地溶質?舛葻o關。

初期孕核率會較低是因為有孕核期的時間(T)，隨著時間經過每一個核成長到穩定尺寸得數目會越多，所以孕核率會提高。
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3楼2015-04-10 14:16:52
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zhengxp

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

如果是固态相变，那举个例子：铁碳合金的共析转变；奥氏体冷却到共析转变线，就出现你说的恒温相变，此时在奥氏体边界上开始不断地析出铁素体和渗碳体，开始只是出现一定数量的形核，然后随着时间的延长，在已形核的晶粒四周，继续析出形成新的晶核，那你想，就相当于1生2、2生4、4生8这种成倍数增加的形核数，不就是随着时间的增加，形核率显著的增加么？
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尽力而为
4楼2015-04-10 23:53:28
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