凝固曲线及反应曲线共48页
《融化和凝固》融凝曲线解析课
《融化和凝固》融凝曲线解析课在我们的日常生活中，融化和凝固的现象无处不在。
从冰的融化成水，到蜡烛受热融化后凝固，这些看似简单的过程背后，蕴含着丰富的物理知识。
而理解融凝曲线，则是深入探究这一现象的关键。
首先，让我们来明确一下什么是融化和凝固。
融化，简单来说，就是固体变成液体的过程，比如冰块在温度升高时变成水。
而凝固则恰恰相反，是液体变成固体的过程，像水在低温下变成冰。
那么，融凝曲线又是什么呢？融凝曲线其实是一种用来描述物质在融化和凝固过程中温度随时间变化的图形。
通过对融凝曲线的研究，我们能够清晰地了解物质在这两个过程中的特性。
以冰的融凝曲线为例。
当我们对冰进行加热时，冰的温度会逐渐上升。
但是，在达到熔点之前，温度上升的速度相对较快。
一旦达到熔点，也就是 0 摄氏度，冰开始融化。
在这个融化的过程中，尽管我们持续加热，但温度会保持不变，直到冰完全融化成水。
这个阶段在融凝曲线上就表现为一段水平的线段。
为什么在融化过程中温度会保持不变呢？这是因为在融化时，所提供的热量都被用于打破固体分子之间的结合力，使它们能够自由移动，从固态转变为液态。
只有当固态完全转变为液态后，继续加热，温度才会再次上升。
凝固的过程与融化相反。
当水的温度降低到凝固点 0 摄氏度时，水开始凝固。
在凝固的过程中，同样会出现温度保持不变的阶段，直到水完全凝固成冰。
融凝曲线对于我们理解物质的性质和实际应用都具有重要的意义。
在材料科学领域，通过研究不同材料的融凝曲线，可以帮助我们选择合适的材料用于特定的用途。
比如，在制造电子设备时，需要使用具有特定融凝特性的材料来确保设备在不同温度环境下的稳定性和可靠性。
在工业生产中，融凝曲线也发挥着重要作用。
例如，在金属铸造过程中，了解金属的融凝曲线可以控制铸造的温度和时间，从而获得质量优良的铸件。
在日常生活中，融凝曲线的知识也能帮助我们更好地处理一些问题。
比如，在储存食物时，我们需要知道食物的融凝特性，以选择合适的储存温度，防止食物变质。
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经典的运算法则：
First derivative
— 一阶导数法(反应最大速度)：
R-PT、外源性因子 Second derivative—二阶导数法(反应最大加速度 APTT、TT、内源性因子 Threshold — 阈值法：FIB-C
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正常和延长的R-PT凝固曲线对比
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一、凝固曲线 ●1.什么是凝固曲线 ●2 数学运算法则 ●3凝固曲线及常见问题分析 二、反应曲线 ●1.什么是反应曲线 ●2 数学运算法则 ●3反应曲线及常见问题分析
凝固曲线解析PPT课件(模板)
铸件凝固动态曲线测定
实验一铸件凝固动态曲线测定1.实验目的合金液相线到固相线之间的温度间隔谓之结晶间隔，凝固过程中逐渐液相线等温面和固相线等温面之间的区域谓之凝固区域，反映凝固区域由表及里推移的最直观方法是凝固动态曲线，凝固区域是液固并存区。
它的宽、窄、结构，向铸件中推进的速度以及最终推进到铸件中心的时间，对铸件的质量，如缩孔、缩松热裂，偏析等的形成都有影响。
因此它是研究铸件凝固问题重要领域之一。
本实验的目的在于学会测定铸件凝固动态曲线，对凝固区域结构建立起直观认识，验证铸件凝固的平方根定律。
2.实验原理如下图所示，由一维铸件表面至中心安放六根热电偶测得相应的六条冷却曲线，如图（a）所示，再以时间为横坐标轴，以铸件表面至中心的六根热电偶的安装位置，即以铸件表面至中心之距离为纵坐标轴，如图（a）每根冷却曲线与液相线和固相线的交点分别向下引出垂线，与各热电偶的位置线相交，得到的相应交点，把交点连接起来就构成了凝固动态曲线，所得之图即为凝固动态图如图（c）所示。
图（c）左边曲线同液相线相对应（如有过冷，则与一个略低的等温线相对应）。
它表示不同时间铸件断面中凝固开始的部位，故谓之“凝固始液”。
它实质上表示了铸件断面中液相线等温面从铸件表面向中心推进，在不同时间所处之部位，该曲线之斜率就表示液相线等温面向中心推进至速度。
图（c）右边曲线同固相线相对应，它表示不同时间铸件断面中凝固结束的部位，故谓之“凝固终夜”。
它实质上表示了铸件断面中固相线等温面在不同时间时所处之部位，它的斜率就表示了固相线等温面向铸件中心推进的速度。
在凝固动态图（c）上可以看出具有结晶间隔的合金在每个时间，从铸件表面至中心参在固相区（铸件表面至凝固终液），凝固区（凝固终波至凝固始波之垂直距离）和液相区三个区域。
在图上可以看出铸件凝固过程即是凝固区域不断推向铸件中心液相区随之不断缩小以至于消失之过程。
凝固终波到达铸件中心就表示铸件凝固过程已经结束。
所以动态曲线测定原理实际上就是把具有温度-时间坐标的多根冷却曲线转变成具有距离-时间坐标的凝固动态曲线图。
第三章凝固与相图
ΔT
2、结构条件
T1 T0
液态 → 固态
无序 → 短程有序原子集团 → 长程有序
概念
*一次结晶：液态 → 固态 *二次结晶：一种固态态 → 另一种固态
三、结晶的一般过程
1、结晶的基本过程
液体和晶体自由能随温度变化
结晶由晶核的形成和晶核 的长大两个基本过程组成. 液态金属中存在着原子排 列规则的小原子团，它们
雾 凇
液态金属在理论结晶温
度以下开始结晶的现象
称过冷。
理论结晶温度与实际结 晶温度的差T称过冷度 T= T0 –T1
过冷度大小与冷却速度 有关，冷速越大，过冷 度越大。
二、结晶的条件
1、能量条件
液体和晶体自由能随温度变化
最小自由能原理
物质总是由高自由能状态向低自由能状态转变。
过冷是金属结晶的必要条件。
一、合金的相结构及性能
合金晶粒中含有多种元素，晶粒的化学 成分和晶格类型可以是均匀一致的，也 可以不一致。
相： 指物质中凡成分均匀、结构相同、原子 聚集状态相同并与其它部分有界面分开 的均匀组成部分。
显微组织：实质上是指在显微 镜下观察到的金属中各相或各 晶粒的形态、数量、大小和分 布的组合。微观形貌。
构转变。同素异构转变属于
相变之一—固态相变。
纯铁的同素异构转变
1、铁的同素异构转变
铁在固态冷却过程中有两次
晶体结构变化，其变化为： -Fe ⇄ -Fe ⇄ -Fe
1394℃ 912℃
-Fe、 -Fe为体心立方结构(BCC)，-Fe为面心立方
结构(FCC)。都是铁的同素异构体。
第四章凝固
（4.11）
4.2.4 固相无扩散，液相部分混合的凝固 界面处液相和固相瞬时保 持局部平衡，具有 (CS )i K0 (CL )i 。 (C ) (C ) 因 S i K0； L i K ' 则有
(CL )i (CL ) B
(CS )i （4.12） K 0 K ' K e — 有效分布系数。 (CL ) B 液体只有扩散、无混合： e 1； K
K 液体充分混合： e K0 ；
图4.9 液体部分混合时的溶质分布
液体部分混合：K0 Ke 1 ； 所以： e K
K0 K0 (1 K0 )e
P
Si
S
Ti
V
0.90
W
0.95
K0
0.28 (0.02) 0.13
0.66 (0.02) 0.14
4.2.2 液态完全混合、固态无扩散的凝固
微体积元：A dx
凝固前溶质质量：
dM1 CL A dx （4.5）
凝固后：
dM2 CS A dx dCL A( L x dx) （4.6）
（4.15）
液相不混合的初始条件：(CS ) C0， L ) CS / K C0 / K (C 得： （4.16）
定义临界温度梯度：Gc
dTL （4.17） dx 由图4.11（b），有 Gc TA mCL ；
图4.11实际温度梯度GL和成分过冷的形成
将上式及（4.16）式代入（4.17）式，得：
4.2单相合金的凝固
4.2.1平衡凝固
CS K0 CL
（4.4）
凝固曲线的本质
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凝血酶生成试验CAT
Peak height
峰值(nM IIa)
Velocity Index速率
E.T.P.
凝血酶生成潜力(nM IIa x min)
Time to Peak达峰时间 (min)
Lag Time 延迟时间(min)
最大反应 加速度
二阶导数法---APTT
凝固曲线 一阶次求导曲线 二阶求导曲线
凝固时间 = 33.5
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试剂比较 Fib
TT
含凝血酶 过量
标准量
肝素抑制剂 有
无
血浆稀释 1：10
原倍
Fib: 试剂的设计以降低一切干扰因素为目的，以便得到最真实的 Fib含量检测结果。 TT: 实验的目的是尽可能地检测出血浆中的异常干扰因素。
核心中的核心
（血浆流动状态）Fib
凝血酶纤维蛋白(血浆凝固)
思考问题？
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反应结束 时的终点
启动前的 背景色
两个问题： 1、生成了多少纤维 蛋白？ 2、反应了多长时间？
时间
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四项存在逻辑关系
9
典型的凝固曲线包括四个时期
减速期
平台期 平台期：凝固反应完成
第六章凝固
平衡时固溶体的成分是均匀的。
2、不平衡凝固 （1）固相内无扩散，液相内能达到 完全均匀化，因为是不平衡凝固， 所以平衡分配系数不是整个固相和 液相在成分上的平衡分配，而是局 部平衡，是指在界面上液固两相必 须保持一定的溶质分配。 （2）固相内无扩散，液相内只有扩 散没有对流溶质原子只能部分混合。
曲线1 C0 曲线3 k0C0
ΔHƒ
（ 3）
ΔHƒ
kTe
≈10
生长速度很慢只能靠在液固界面上不断地 二维形成才得以生长，这类材料的凝固过程， 很大程度地取决于形核速度而不是生长速度。 二.温度对晶体生长的影响粗Biblioteka 界面正温度梯度：平面状生长
负温度梯度：枝晶生长
光滑界面
正温度梯度：一系列小台阶 负温度梯度：多面体
为什么会形成这样的形态？
对于非均匀形核，由于其形核功要 比均匀形核小得多，因此，可以在 较小的过冷度下获得很高的形核率。 由于非均匀形核主要是依附再杂质 或模壁等表面形成，因而非均匀形 核的最大值取决于液态金属中可作 为基底的固态粒子的种类和数量。
二.非均匀形核
依附于液相中某种固体表面（外来杂质表面或容 器壁）上形成的过程。
（2）对于光滑界面结构的晶体，其生长界 面以小平面台阶生长方式推进。小平面台 阶的扩展同样不能伸入到前方温度高于等 温线的液体中去，因此从宏观看液固相界 面似与等温线平行，但小平面与等温线呈 一定角度。 在负的温度梯度下，呈树枝状生长。 晶体生长界面一旦出现局部凸出生长，由 于前方液体具有更大的过冷度而使其生长 速度增加。在这种情况下，生长界面就不
3 2
2
说明
L-S的体积自由能差可补偿临界 晶核所需表面能的2/3，而另外1/3 则依靠液体中存在的能量起伏来 补偿
凝固曲线及反应曲线
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PT衍生FIB，定标曲线100%点的Delta值为56.9mg/dl
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FIB-C检测值应用曲线上的最高浓度域值（Delta值的百分数）
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定标曲线将秒数转换为mg/dl
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Hale Waihona Puke 结论Revision A 12/2005
凝固曲线和反应曲线是非常有用 的工具
他们能够确保我们的结果 更可靠, 更省钱, 更节时
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凝固过程进行的缓慢，没有达到第二演算法则峰值的要求-肝素的影响
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曲线吸光度值的变化应大于10 mAbs
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上例标本重新检测后结果为177秒
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样品的确已凝固！曲线吸光度值的变化应大于10 mAbs-低纤维蛋白
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FlB-C失败，Delta值小于10
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FIB-C值小于80mg/dl，上例标本在TOP上作1:5稀释后, FIB-C值为48mg/dl
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DD定标曲线100%时吸光度为240, 50%为90, 25%为33.
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DD的检测
– 最大值减去最小值法 – 反应终点的平均值减 去反应起点的平均值
FIB-C的检测
血凝的反应曲线
Instrumentation Laboratory
吸光率增加
时间增加 (seconds)
在规定获取时间内，光电探测器会每秒收集10次测量信号，这些测量通过一个图表的形式表现出 来，Y轴式吸光度的增加，X轴秒数的增加。最终的结果就是可以被回顾的凝固曲线。测量值被转 变成电子信号，ACL TOP的软件通过运算法则的测算，判定凝固点。
Instrumentation Laboratory
二、怎么看凝固反应曲线 ?
典型的曲线像一个大的
S
有一个初始的基线，一个上升阶段和一个终 点 (平台期)
Instrumentation Laboratory
Basic Concepts
• Raw data on Y axis
– Auto scales to fit the data – Adjusts scale to magnify the curve
2、试剂
陈旧的试剂
复融不当
安放试剂的位置不当
交叉污染
Instrumentation Laboratory
3、机械原因
加样针损坏（包括样本与试剂加样针） 读数区有液体溢出
测试杯中有杂质
光路损坏
Instrumentation Laboratory
4、病人临床状况
凝血因子缺乏
XII XI
XIIa XIa
VII
Ca++
IX
+ phospholipid
IXa
VIIa Xa
X
Va + Ca++ + phospholipid
V
Prothrombin (II)