固态相变的驱动力是化学自由能吗

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固态相变的驱动力

标签:文库时间:2025-02-15
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固态相变的驱动力?两相自由焓之差哪些因素构成相变组里?界面能和畸变能组成 晶体缺陷对固态相变有何影响?

a晶核在晶体缺陷处形核时,缺陷能将贡献给形核功,因此,晶体通过自组织功能在晶体缺陷处优先性核。

b 晶体缺陷对形核的催化作用体现在:1、母相界面有现成的一部分,因而只需部分重建。2、原缺陷能将贡献给形核功,使形核功减小。3、界面处的扩散比晶内快的多。

4、相变引起的应变能可较快的通过晶界流变而松弛。5、溶质原子易于偏聚在晶界处,有利于提高形核率。

扩散型相变化和无扩散型相变各有哪些特征?扩散型相变:旧相原子单个地、无序地、统计地跃过相界面进入新相,改变原子邻居关系;无扩散型相变:原子经集体的协同位移进入新相,保持原子共格关系。

晶粒长大的驱动力?晶粒长大时的晶界移动方向与晶核长大时的晶界移动方向有何不同?为什么?晶核长大的驱动力是新旧相自由焓之差(再结晶晶核长大的驱动力:储存能),晶粒长大的驱动力是界面能减少(再结晶晶粒长大的驱动力:界面能);晶核长大晶界移动方向背向曲率中心,晶粒长大时的晶界移动方向指向曲率中心;驱动力不同导致界面移动方向不同:因为相同体积下,球形的表面积最小界面能最低,最为稳定。

单晶体在滑移时为什么还发生晶体转动?晶体

NAMD计算自由能

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Review NAMD计算自由能

bay__gulf618 (bay__gulf618@sina.com)

College of Chemistry, Chemical Engineering and Materirls Science, Soochow University 前言: 自由能的求算是分子模拟中最重要,也是最困难的工作之一. 重要是因为 . 本文介绍了4种常用的计算自由能的方法, 并详细讲述了各种方法的具体实现. 计算生化体系的自由能主要有如下4种方法,这些在namd 中都已得到实现 1 probability densities, 2 nonequilibrium work,

3 free energy perturbation (FEP), 4 thermodynamic integration (TI)

在namd2.7 版中对自由能的module进行了大幅度改进,可以使用复杂的collective variables 进行probability densities,计算, 从而实现在键角,二面角,RMSD等各种构象指标变化下的PMF。而在2.6版本中仅能实现距离变化时候的PMF, 本文只介绍2

NAMD计算自由能

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Review NAMD计算自由能

bay__gulf618 (bay__gulf618@sina.com)

College of Chemistry, Chemical Engineering and Materirls Science, Soochow University 前言: 自由能的求算是分子模拟中最重要,也是最困难的工作之一. 重要是因为 . 本文介绍了4种常用的计算自由能的方法, 并详细讲述了各种方法的具体实现. 计算生化体系的自由能主要有如下4种方法,这些在namd 中都已得到实现 1 probability densities, 2 nonequilibrium work,

3 free energy perturbation (FEP), 4 thermodynamic integration (TI)

在namd2.7 版中对自由能的module进行了大幅度改进,可以使用复杂的collective variables 进行probability densities,计算, 从而实现在键角,二面角,RMSD等各种构象指标变化下的PMF。而在2.6版本中仅能实现距离变化时候的PMF, 本文只介绍2

非线性系统的自由能I

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Cahn Hilliard的论文

Free Energy of a Nonuniform System. I. Interfacial Free EnergyJohn W. Cahn and John E. Hilliard Citation: The Journal of Chemical Physics 28, 258 (1958); doi: 10.1063/1.1744102 View online: /10.1063/1.1744102 View Table of Contents: /content/aip/journal/jcp/28/2?ver=pdfcov Published by the AIP Publishing Articles you may be interested in Lennard-Jones systems near solid walls: Computing interfacial free energies from molecular simulation methods J. Chem. Phys. 139, 084705 (2013); 10.1063/1.4819061 Bcc crysta

标准反应吉布斯自由能的变化值

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物 理 化 学

第四章 化学平衡

4.1 化学平衡的条件和反应的亲和势

1.化学反应体系: 封闭的单相体系,不作非膨胀功,发生了一个化学反应,设为:dD?eE?????fF?gG????

各物质的变化量必须满足 0???BB

B根据反应进度的定义,可以得到: d??2. 热力学基本方程 dG??SdT?Vdp???BdnB

BdnB?B dnB??Bd?

等温、等压条件下,

(dG)T,p???BdnB???B?Bd? (dnB??Bd?)

BB (?G)T,p???B?B (a) ??B 当??1 mol时:

(?rGm)T,p???B?B (b)

B这两个公式适用条件:

(1) 等温、等压、不作非膨胀功的一个化学反应;

(2) 反应过程中,各物质的化学势保持不变。公式(a)表示有限体系中发生微小的变化;

公式(b)表示在大量的体系中发生了反应进度等于1 mol的变化。这时各物质的浓度基本不变,化学势

固态相变原理

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固态相变原理

1、相变的基础理论涉及三个方面的共性问题:

1) 2) 3)

相变能否进行,相变的方向 相变进行的途径及速度

相变的结果,即相变时结构转变的特征。

分别对应相变热力学、相变动力学和相变晶体学。 相变是朝着能量降低的方向进行;

相变是选择阻力最小、速度最快的途径进行;

相变可以有不同的终态,但只有最适合结构环境的新相才易于生存下来。 2、固态相变的特殊性

(相界面、弹性应变能、位向关系与惯习面、亚稳过渡相、原子迁移率、晶体缺陷)。

固态相变除满足热力学条件外,还须获得额外能量来克服晶格改组时原子间的引力,即存在相变势垒。相变势垒由激活能决定,也与是否有外加机械应力有关。 3、相变驱动力和相变阻力

驱动力:体积自由能,来自晶体缺陷(点,线,面缺陷)的储存能。 储存能由大到小的排序:界面能,线缺陷,点缺陷。

界面能中界隅提供的能量最大,但体积分数小,界棱次之,界面最小,但体积分数最大。

相变阻力是界面能和弹性应变能。

弹性应变能与新旧相的比容差和弹性模量,及新相的几何外形有关。从能量的角度来看:共格界面的弹性应变能最大,非共格界面的界面能最大。球形新相界面能最小,但应变能最大,圆盘状新相相反,针状新相居中。 4、长大方式

新相晶核的长

汽车轻量化的驱动力及存在矛盾

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汽车轻量化的驱动力及存在矛盾上海车展期间,听到最多的依然是节能、减排、新能源。而当中,轻量化几乎成为每谈必就的一个话题,而其实现途径和技术也纷繁多样。在近日盖世汽车网所举办的“2015第七届全球汽车产业峰会”上,轻量化再次被深度探讨,除了节能,驱动力及其现实中存在的矛盾和问题被重点提及。

轻量化驱动力:市场与法规

无论对于主机厂还是零部件企业,趋使其实现轻量化的因素无外乎两点:市场及法规。首先在法规上,我国第三阶段油耗标准已发布:2015年达到平均燃油消耗6.9L/百公里的目标,2020年实现5L/百公里。不仅中国,世界其他各国对于节能减排亦提出了较高的要求:欧盟2015年目标为5.2L/百公里(对应国标),2020年3.8L/百公里;美国2015年,6.7L/百公里,2020年6L/百公里;日本2015年5.9L/百公里的,2020年4.9L/百公里。政策的日渐严苛以及惩罚力度加强,迫使企业不得不采取节能之策,而轻量化则是其基础路径。而在市场上,企业竞争的加剧以及轻量化大势所趋,主机厂对轻量化重视程度越来越高,福特、丰田、大众、通用、宝马都明确了其轻量化指标,在此指出的是,并不是

技术发展就可以实现轻量化了,而是一直在朝着这个目标努力。在此方面一

固态相变原理

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固态相变原理

1、相变的基础理论涉及三个方面的共性问题:

1) 2) 3)

相变能否进行,相变的方向 相变进行的途径及速度

相变的结果,即相变时结构转变的特征。

分别对应相变热力学、相变动力学和相变晶体学。 相变是朝着能量降低的方向进行;

相变是选择阻力最小、速度最快的途径进行;

相变可以有不同的终态,但只有最适合结构环境的新相才易于生存下来。 2、固态相变的特殊性

(相界面、弹性应变能、位向关系与惯习面、亚稳过渡相、原子迁移率、晶体缺陷)。

固态相变除满足热力学条件外,还须获得额外能量来克服晶格改组时原子间的引力,即存在相变势垒。相变势垒由激活能决定,也与是否有外加机械应力有关。 3、相变驱动力和相变阻力

驱动力:体积自由能,来自晶体缺陷(点,线,面缺陷)的储存能。 储存能由大到小的排序:界面能,线缺陷,点缺陷。

界面能中界隅提供的能量最大,但体积分数小,界棱次之,界面最小,但体积分数最大。

相变阻力是界面能和弹性应变能。

弹性应变能与新旧相的比容差和弹性模量,及新相的几何外形有关。从能量的角度来看:共格界面的弹性应变能最大,非共格界面的界面能最大。球形新相界面能最小,但应变能最大,圆盘状新相相反,针状新相居中。 4、长大方式

新相晶核的长

固态相变复习考点

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第一章

(1)一、固态相变:(包括纯金属及合金)在温度和压力改变时,组织和结构会发生变化的统称,是以材料热处

理的基础

二、热处理定义:将钢在固态下加热到预定的温度,保温一定的时间,然后以预定的方式冷却到室温的一种热加

工工艺。

三、按平衡状态图金属固态相变的类型分为平衡转变和不平衡转变

其变化在于三个方面:结构、成分、有序化程度(发生固态相变时,其中至少伴随这三种变化之一): ⑴ 晶休结构的变化。如纯金属的同素异构转变、固溶体的多形性转变、马氏体转变、块状转变等; ⑵ 化学成分的变化。如单相固溶体的调幅分解;

⑶有序程度的变化。如合金的共析转变、包析转变、贝氏体转变、脱溶沉淀、有序化转变、磁性转变、超导转

变等。

四、按动力学分类(原子迁移情况、形核和长大特点

1.扩散型相变 2 非扩散型相变 3半扩散型相变

(2)一、 1、固态相变的阻力大 2、新相一般有特定的形状 3、新相与母相之间往往存在特定的位

向关系和惯习面 4 原子迁移率低,多数相变受扩散控制 5 相变时容易 产生亚稳相 6 普遍存在新相的非均与形核

二、 固态相变与

化学反应的吉布斯自由能变化 - 图文

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化学反应的吉布斯自由能变化 谭远树 1化学反应的标准吉布斯自由能变化 化学反应的标准右布斯自由能变化?rGm0是反应产物与反应物都处于标准态下化学势之差。化学反应的吉布斯自由能变化?rGm是反应产物和反应物皆处于任意状态下化学势之差。 ?rGm?与?rGm是两个含义不同的物理量。在等温等压条件0下,任何物质的?i都有定值,所以任何反应的?rGm?都有是常数;但由化学反应的等温式可知?rGm不但与?rGm?有关,即与Qa有关,所以在等温等压条件下?rGm不是常数。换言之, ?rGm? >0的化学反应未必不能正向自发进行,可以通过Qa值的调整使反应的?rGm<0,反应即能正向自发进行。例如氨合成反应,在673K-1时,如果N2、H2和NH3的分压都是101325Pa,此时?rGm? =24.20 kJ?mol,这个数值大于零,在该条件下?rGm>0,反应不能正向自发进行。若改变N2、H2和NH3的分压,则可使?rGm<0,反应便能正向自发进行。式业合成氨就是这种情况下实现的。 ?rGm? 虽然不能用来指示反应的方向,但可以用来估计反应的可能性。等温式告诉我们,如果?rGm? 的绝对值很大,则?rGm的正负号在一般情况下可能与?rGm? 一致。譬如, ?rGm? 有很大的负值,若要使改变符号,Qa必很大,这在实际上有时是难以实现的。例如反应: Zn(s)+1/2O2(g)===ZnO(s) 在298K时,该反应的?rGm? =