非协同相变中的块状转变

寂静回声

问


答


这种问题就得从头一步一步的捋。
什么是固态相变？
固态相变是指在固态物质中，由于温度、压力或成分等外部条件的变化，导致物质内部原子或分子的排列方式发生变化的过程。这种变化通常伴随着晶体结构的改变，但物质保持在固态而不经过液态或气态的转变。

那么协同型和非协同型又是指什么？
在讨论固态相变时，“协同型”和“非协同型”是用来描述相变过程中原子或分子如何重新排列的两种不同机制。

协同型相变的特征是所有参与相变的原子或分子几乎同时移动到新的位置。这意味着，在整个晶体体积内，结构的变化几乎是瞬间完成的。这类相变通常需要克服较大的能垒，并且往往伴随着明显的热效应（如放热或吸热）。所以也叫非扩散型相变，在关于非扩散型相变的帖子中也提到过。

与之相对，非协同型相变则是通过一系列小步骤逐步完成的，其中原子或缺陷（如空位、间隙原子等）以较慢的速度迁移，从而逐渐形成新的相。这类相变通常涉及物质内部成分的扩散或者特定界面处的新相成核及生长过程。因此，非协同型相变发生得比较缓慢，而且常常可以在显微镜下观察到新旧两相共存的情况。比如铁素体向奥氏体转变就是一个非协同型的例子，在加热过程中碳原子需要足够的时间从铁素体扩散进入奥氏体中。所以也叫扩散型相变，在扩散型相变的帖子中也提到过。

所以你就会发现这位楼主的很多提问，纯粹是驴在拉磨。他完全没有把他那些提问有机的穿插联系起来啊。或许他根本就没想穿插联系，他可能就是一个讲课的。

非协同相变中的块状转变又是指什么？
在非协同型相变中提到的“块状转变”（也称为块状成核或体积成核）是指新相在一个有限大小的区域内一次性形成的过程。这种类型的转变与界面控制的生长机制相对，后者是通过已存在的相边界逐步推进来扩展新相区域。

首先，在旧相内部由于局部能量波动或其他因素的作用下形成一个稳定的临界尺寸的新相核心（即成核）。这个核心需要达到一定的尺寸才能成为热力学稳定状态并继续增长；否则它会因为表面能较高而重新溶解回原来的相。
一旦形成了足够大的新相核心，该相将迅速地以三维方式向外扩展其体积，直到整个材料完成从旧相到新相的转换。这通常涉及到原子/分子在固态下的重排以及可能伴随发生的成分调整。
相对于沿着特定方向或界面进行的线性或平面式扩展，块状转变更加倾向于在整个样品内随机且均匀地发生。因此，最终得到的新相分布也可能显得更为均匀。

值得注意的是，“块状转变”这一术语有时也被用来泛指任何不依赖于连续界面移动而是通过离散事件驱动的整体性变化过程。