形核率(N)是单位时间、单位体积中形成的晶核数,单位是1/(s·cm)。

外文名

nucleation rate

学科

材料工程

性质

单位时间、单位体积形成的晶核数

功能

具有临界晶核尺寸出现机率

单位

1/(s·cm3)

影响因素

按照经典形核长大理论,相变是通过其有临界大小的晶核形成及核的进一步长大来进行;形核率的大小将影响相变过程的速度。

公式

形核率

从热力学考虑,那些具有临界晶核尺寸并能克服临界晶核形成功ΔGk的微小体积,其出现的几率为:

但要形成稳定的晶核,还必须有原子从液相中转移到晶核表面上使之成长。

原子扩散到晶核表面,需要克服能垒ΔG(常称为激活能),原子能克服能垒ΔG的几率为:

形核率

因此形核率N取决于这两项的乘积,即:

形核率

式中,第一项是随过冷度增加而急剧增加的,因为ΔGk与ΔT 成反比;而第二相中的激活能ΔG对温度变化不敏感。因此,过冷度小的时候形核率受ΔGk形核功所控制,过冷度大时主要取决于ΔG激活能

曲线图

曲线如图1所示: