临界晶核的物理意义是什么?形成临界晶核的充分条件是什么?

来源：学生作业帮助网编辑：六六作业网时间：2024/11/08 06:13:51

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一、自发形核（均匀形核、均质形核）是指在均匀单一的母相中形成新相结晶核心的过程.
1. 自发形核的能量变化
什么样的结构起伏能成为结晶的核心?(能量条件\尺寸大小)
形核的实质:晶胚不断从液态金属中得到原子而继续长大.
形核时的能量变化：L—S体积自由能 Fv减少；同时新表面形成→表面自由能 Fs增加.系统总的自由能变化：
F降低有利于结晶的进行.假设晶胚为球形,半径为r.那么
△F=-4/3πr3 △Gv +4πr2σ
△Gv:单位体积自由能差；σ：单位表面积自由能
在一定条件下,△Gv；σ均为定值.那么△F是关于r的函数.
形成临界晶核时对应的形核功为临界形核功.
临界形核功
当晶胚在临界半径形核时,系统的总自由能最高,随r增大,自由能降低,可以自发进行,但毕竟仍大于零（正值）,要形核时必须有一定的能量补偿.对应于rk时,△F 最大.称之为临界形核功 △FK表示.△FK=1/3*AK*σ 是临界晶核表面能的1/3.这部分能量靠能量起伏来提供--------晶核可以形成
所谓能量起伏是指系统中微小体积所具有的能量,短暂偏离其平均能量的现象.
经过近一步的计算有△FK∝1/ΔT2 随ΔT增加,△FK剧烈减少.

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