液态金属性质教育课件.ppt

?配料、熔化和凝固成型三个阶段。配料是确定具有某些元素的各金属炉料的加入百分数;熔炼是把固态炉料熔化成具有确定成分的液态金属;凝固是金属由液态向固态转变的结晶过程,它决定着金属材料的微观组织特征。►►液相成型固态金属按原子聚集形态分为晶体与非晶体。晶体凡是原子在空间呈规则的周期性重复排列的物质称为晶体。单晶体在晶体中所有原子排列位向相同者称为单晶体多晶体大多数金属通常是由位向不同的小单晶(晶粒)组成,属于多晶体。在固体中原子被束缚在晶格结点上,其振动频率约为1013次/s。液态金属?液态金属中的原子和固态时一样,均不能自由运动,围绕着平衡结点位置进行振动但振动的能量和频率要比固态原子高几百万倍。液态金属宏观上呈正电性,具有良好导电、导热和流动性。►►液相结构?表1几种金属的熔化潜热与气化潜热固体可以是非晶体也可以是晶体,而液态金属则几乎总是非晶体。液态金属在结构上更象固态而不是汽态,原子之间仍然具有很高的结合能。X射线衍射分析图1-1是由X射线衍射结果整理而得的原子密度分布曲线。横坐标r为观测点至某一任意选定的原子(参考中心)的距离,对于三维空间,它相当于以所选原子为球心的一系列球体的半径。纵坐标表示当半径增减一个单位长度时,球体(球壳)内原子个数的变化值,其中(r)称为密度函数。固态金属原子在某一平衡位置热振动因此衍射结果得到的原子密度分布曲线是一组相距一定距离(点阵常数)的垂线,每一条垂线都有确定的位置r和峰值,与所选原子最近的球面上的峰值便是它的配位数。但对于液态金属而言,原子密度分布曲线是一条呈波浪形的连续曲线。这是由于当金属转变为液态时,液态中的金属原子是处在瞬息万变的热振动和热运动的状态之中,而且原子跃迁频率很高,以致没有固定的位置,而其峰值所对应的位置(r)只是表示衍射过程中相邻原子之间最大几率的原子间距。图1-1700℃液态铝中原子密度分布线可见液态原子分布曲线是介于曲线与固态时的分布曲线(竖直线)之间作波浪形的变化。其第一峰值与固态时的衍射线(第一条垂线)极为接近,其配位数与固态时相当。第二峰值虽仍较明显,但与固态时的峰值偏离增大,而且随着r的增大,峰值与固态时的偏离也越来越大。当它与所选原子相距太远的距离时,原子排列进入无序状态。表明,液态金属中的原子在几个原子间距的近程范围内,与其固态时的有序排列相近,只不过由于原子间距的增大和空穴的增多,原子配位数稍有变化。