液态金属的结构与性质.ppt

2016-11-211/73材料成型与控制专业材料成型与控制专业第二章第二章液态金属的结构与性质液态金属的结构与性质2016-11-212/7311、液体的分类、液体的分类··原子液体(如液态金属、液化惰性气体)原子液体(如液态金属、液化惰性气体)··分子液体(如极性与非极性分子液体)分子液体(如极性与非极性分子液体)··离子液体(如各种简单的及复杂的熔盐)离子液体(如各种简单的及复杂的熔盐) 材料的固液转变材料的固液转变2016-11-213/7322、、液体的表观特征液体的表观特征??具有流动性具有流动性(液体最显著的性质)(液体最显著的性质);;??可完全占据容器的空间并取得容器内腔的形状可完全占据容器的空间并取得容器内腔的形状(类似于(类似于气体,不同于固体)气体,不同于固体);;??不能够象固体那样承受剪切应力,表明液体的原子或分不能够象固体那样承受剪切应力,表明液体的原子或分子之间的结合力没有固体中强子之间的结合力没有固体中强(类似于气体,不同于固(类似于气体,不同于固体)体);;??具有自由表面具有自由表面(类似于固体,不同于气体)(类似于固体,不同于气体);;??液体可压缩性很低液体可压缩性很低(类似于固体,不同于气体)(类似于固体,不同于气体)。。2016-11-214/7333、液体的基本性质、液体的基本性质??物理性质物理性质::密度、密度、粘度粘度、电导率、热导率和扩散系数、电导率、热导率和扩散系数等;等;??物理化学性质物理化学性质::等压热容、等容热容、熔化和气化潜热、等压热容、等容热容、熔化和气化潜热、表面张力表面张力等;等;??热力学性质热力学性质::蒸汽压、热膨胀与凝固收缩等。蒸汽压、热膨胀与凝固收缩等。2016-11-215/73金属液体粘度较大,金属液体粘度较大,而水的粘度非常小。而水的粘度非常小。2016-11-216/7344、液体的结构和性质与材料成形的关系、液体的结构和性质与材料成形的关系??液体的界面张力、潜热等性质液体的界面张力、潜热等性质凝固过程的形核及晶体的生长凝固过程的形核及晶体的生长??液体的结构信息液体的结构信息凝固的微观机制凝固的微观机制??液体的原子扩散系数、界面张力、传热系数、液体的原子扩散系数、界面张力、传热系数、结晶潜热、粘度等性质结晶潜热、粘度等性质成分偏析、固成分偏析、固--液界面类型及晶体生长方式液界面类型及晶体生长方式??热力学性质及在液相中的扩散速度热力学性质及在液相中的扩散速度炼钢、铸造合金及焊接熔池的精炼炼钢、铸造合金及焊接熔池的精炼2016-11-217/7355、相变、相变相变化过程:液体蒸发、气体凝结、多晶转变。一定条件下相之间的转变过程。即:相变过程。相平衡:多相系统中,当每一相物体生成速度与消失速度相等时。即宏观上相间无物质转变移动,便是平衡状态。2016-11-218/73金属的凝固:凝固:金属由液态转变为固态的过程。(宏观)结晶:从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。(微观)H2O 的压力-温度相图2016-11-219/73金属从固态熔化为液态时的状态变化金属从固态熔化为液态时的状态变化固态原子在平衡位置振动振动频率加快,振幅增大达到新的平衡位置,晶格常数变化超过原子激活能原子离开平衡位置处的点阵,形成空穴离位原子达到某一数值加热加热加热金属由固态转变为液态体积膨胀约3% — 5%,电阻、粘度发生变化温度不会升高,晶粒进一步瓦解为小的原子集团和游离原子原子脱离晶粒的表面,晶粒失去固有的形状和尺寸2016-11-2110/ 液态金属的结构液态金属的结构一、液态结构与固态结构间的异同一、液态结构与固态结构间的异同11、、间接研究方法:间接研究方法:研究金属熔化、汽化时的物理现象间研究金属熔化、汽化时的物理现象间接研究液态结构。从液态金属的热物理性质看,液态接研究液态结构。从液态金属的热物理性质看,液态结构结构更像固态结构更像固态结构。。一些金属在熔化和汽化时的热物性质变化