相变动力学过程VIP免费

第九章 相变过程动力学第九章 相变过程动力学概述相变是随自由能变化而发生的相的结构的变化。相变过程是物质从一个相转变为另一个相的过程。一般相变前后相的化学组成不变。狭义上讲：相变仅限于同组成的两相之间的结构变化。 A( 结构 X)——A （结构 Y ）；广义上讲：相变应包括过程前后相组成发生变化的情况。 相变包括许多种类，例如凝聚、蒸发、升华、 结晶、熔融、晶型转变、有序 - 无序转变，分 相等。 相变定义 概述相变在硅酸盐工业中十分重要。例如陶瓷、耐火材料的烧成和重结晶，或引入矿化剂来控制其晶型转化；玻璃中防止失透或控制结晶来制造种种微晶玻璃；单晶、多晶和晶须中采用的液相或气相外延生长；瓷釉、搪瓷和各种复合材料的熔融和析晶；以及新型新铁电材料中由自发极化产生的压电、热释电、电光效应等都可归之为相变过程。相变过程中涉及的基本理论对获得特定性能的材料和制订合理的工艺过程是极为重要的。相变意义 第一节 相变的热力学分类一、按热力学分类： 一级相变、二级相变和高级相变 1 、一级相变 体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等，但化学势的一级偏微商（一级导数）不相等的相变称为一级相变，即：μ1=μ2,( μ1/ T)P≠( μ2/ T)P,( μ1/ P)T≠( μ2/ P)T第一节 相变的热力学分类由于 ( μ/ T)P=-S ； ( μ/ P)T=V 。故，一级相变的特点： S1≠S2 ； V1≠V2 。因此在一级相变时，系统的化学势有连续变化，而熵（ S ）和体积（ V ）却有不连续变化。即相变时有相变潜热，并伴随有体积改变。如图 11-1 所示。晶体熔化、升华；液本的凝固、气化；气体的凝聚以及晶体中大多数晶一转变都属于一级相变2 、二级相变 二级相变时两相化学势相等，其一级偏微商也相等，但二级偏微商不等，即： μ1=μ2,( μ1/ T)P=( μ2/ T)P, ( μ≡/ P)T=(μ2/ P)T( 2μ1/ T2)P=(2μ2/ T2)P, ( 2μ≡/ P2)T=( 2μ2/ P2)T第一节 相变的热力学分类( 2μ1/ T P)=( 2μ2/ T P) 由于 ( 2μ/ T2)P=-CP/T( 2μ/ P2)T=-Vβ( 2μ/ T P)=Vα故，二级相变的特点可具体为：μ1=μ2 ； S1=S2 ； V1=V2 ； CP1≠CP2 ； β1≠β2 ； α1≠α2式中 β 和 α 分别为等温压缩系数和等压膨胀系数。它表明二级相变时两相化学势、熵和体积相等，但热容、热膨胀系数、压缩系数却不相等，...