非晶晶化

将样品加热到 Ta后进行 T 退火，只要 T 晶化峰值温 Tp T T 度 Tp 都会保持不变。 （过 冷液相区） 会下降（两个 数量级）。
a g
a g
Ta Tg
4 结晶度
结晶度即是结晶的完整程度。 ⑴ 结晶完整的晶体，晶粒较大，内部质点排列 比较规则，衍射线强、尖锐且对称； ⑵ 结晶度差的晶体，晶粒较细，晶体内有位错 等缺陷，使衍射峰的峰形宽且弥散。
2.1 晶化热力学条件
a G ca H m C p c dT TSm T T Tm Tm a C p c T
T
dT
与凝固过程不同，晶化过程中要考虑应变能。 2 临界形核半径： r
*
Gva c Gs
形核能垒：
G *
16 3(Gva c Gs ) 2
XC WC IC WA WC I C KI A
WC WA分别为样品中晶体与非晶的质量百分数。
I C I A分别为样品衍射谱中一定角度范围内结晶相
与非晶相的累积衍射强度。K可由实验测定常数K 代替。
'
K'
I C1 I C 2 I A 2 I A1
I C1 I A1 和 I C 2 I A2 分别
2.2 晶化动力学
晶化体积分数(JMA方程):
x(t ) 1 exp[ kT (t ) ]
n
k 其中 是孕育时间； T 是反应速率常数，反 映形核速率和晶体长大速率；n为Avrami指数， 反映晶化过程中形核与长大行为，通过n指数的 大小可以预测其转变方式。
kT k0 exp( Ec RT )
Ec 是表观激活能。它表征非晶晶化的难易程度。
均匀形核率：
晶体长大速率：
G * N AD exp( ) kT
.
U a0 v0 exp(
Eg RT
)
a0 是原子直径， 是原子跃迁 v0 E 频率， g 为晶核长大激活能。
3 块体非晶的晶化过程
块体金属玻璃的晶化过程是非晶态 过冷液 体 结晶态 液态 。 当把BMG加热到Tx 温度或者以上时，就会发 生晶化。Tx 是一个动力学温度，随着加热速度的提 高，样品的特征温度Tx TgT p 都会向高温区移动，且 过冷液相区也增大。 T 与快淬的条带非晶相比，BMG的 Tg 更低， x 也 有减小，而过冷液相区变宽了。
1.2 非晶晶化类型
⑴ 多晶型晶化：在晶化过程中只析出一种与非 晶基体成分完全相同的晶体相。 ⑵ 共晶型晶化：在晶化过程中，同时析出与非 晶基体不同的两晶体。两晶相共同生长，其总体成 分与非晶基体成分相同 ⑶ 初晶型晶化：在晶化过程中首先析出一种与 非晶基体不同的晶体，其成分有变：
1
2 3 4
非晶晶化的特点及类型
非晶晶化的驱动力 块体非晶的晶化过程
结晶度
1.1 非晶晶化特点
非晶在结构上是无序的，是一种亚稳态，它 具有自发地向稳态转变的趋势。当温度很低时这 种变化非常缓慢。但当温度达到玻璃转变温度或 以上时，这一过程将会很快进行。此时非晶态合 金瞬间转变为晶态合金，这一过程即为非晶合金 的晶化。 晶化过程与结晶过程(凝固)既有共同点，又 有区别。
是不同温度 T1 T2 时晶 体部分与非晶部分的累 积衍射强度
晶化带来的影响
非晶的晶化使材料的结构和性能发生很 大变化: ⑴ 使合金的某些优异性能退化甚至丧失 (磁性、韧性等)；
⑵ 也可以通过非晶的部分或全部晶化制备 纳米晶或非晶-纳米晶复合材料，从而使合 金的一些性能得以提高。
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