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            江蘇傳感器外殼補償了散失在空氣中的熱量

            發表時間:2022-04-02 09:17:00 來源:文章來自網絡,如有侵權,請聯系刪除。

              由于結晶過程中釋放出來的結品潛熱,傳感器外殼補償了散失在空氣中的熱量,因而溫度并不隨時間的延長而下降,直到點結晶終了時才繼續下降。兩點之間的水平線段即為結晶階段。它所對應的溫度就是純金屬的結品溫度,α金屬結晶的過冷現象從理論上講,金屬冷卻時的結品溫度凝固點應與加熱時的熔化溫度在同一溫度,即金屬的理論結晶溫度。在實際冷卻條件下,液態金屬冷至。時并不開始結晶,而是冷卻到理論結晶溫度。以下才開始結晶。我們稱這一溫度為金屬的實際結晶溫度液態金屬冷至理論結晶溫度以下才開始結晶的現象稱為過冷現象。理論結晶溫度和實際結晶溫度之差稱為過冷度。

              實際上金屬總是在過冷的情況下結晶的,過冷是金屬結晶的必要條件。金屬傳感器外殼結晶時過冷度的大小與冷卻速度有關。冷卻速度越快,過冷度也就越大,金屬的實際結晶溫度越低。因此過冷度不是個定值。某些金屬的過冷度很大,開始結晶時放出大量結晶潛熱,使溫度上升接近于。溫度,然后維持在恒溫直到結品結束。金屬的結晶過程液態金屬是在一定過冷度的條件下才開始結品。結晶過程由形核和長大兩個基本過程組成。圖是金屬的結晶過程示意圖。結晶開始時,液體中某些部位的原子集團先后按一定的晶格類型排列形成微小的晶核,然后晶核向著不同位向按樹枝生長方式長大,當成長的枝晶與相鄰的枝晶互相接觸,彼此阻礙成長時,枝晶就向著尚未凝固的部位生長,直到枝晶間的液態金屬全部凝固為止。

              從分析結晶過程可以看到,金屬中的每個晶粒是由一個品核長成的:傳感器外殼晶粒外形雖不規則,但每個品粒內部晶格位向基本一致:各晶粒之間的晶格位向因晶核生長方向不同而異;晶粒是由不同取向的晶粒在成長時互相接觸而形成的:界面比晶粒本身凝固稍后,容易富集低熔點雜質。金屬結晶的熱力學條件為什么液態金屬在理論結品溫度不能結晶,而在一定的過冷條件下才能進行呢?這是由熱力學條件決定的。由熱力學知道,物質的穩定狀態一定是其自由能低的狀態。在某種條件下,物質自動地從甲狀態轉變至乙狀態,一定是在這種條件下:甲狀態的自由能較高而不穩定,乙狀態的自由能較低而更穩定。物質總是力求處于自由能低的狀態,所以才發生由甲狀態變至乙狀態的自動轉變過程,而促使這種轉變發生的驅動力,就是這兩種狀態的自由能的差值。熵的物理意義是表征系統中原子排列混亂程度的參數。溫度升高,原子的活動能力提高,原子排列的混亂程度增加,即嫡值增加系統的自由能也就隨著溫度的升高而降低。圖是純金屬液固兩相自由能隨溫度變化的示意圖。由圖可見,液相和固相的自由能都隨著溫度的升高而降低。由于液態金屬原子排列的混亂程度比固態金屬大,即>,也就是液相自由能曲線的斜率較固相的大,所以液相自由能降低得更快些。


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