形核率(N)是單位時間、單位體積中形成的晶核數,單位是1/(s·cm)。

外文名

nucleation rate

學科

材料工程

性質

單位時間、單位體積形成的晶核數

功能

具有臨界晶核尺寸出現(xiàn)機率

單位

1/(s·cm3)

影響因素

按照經典形核長大理論,相變是通過其有臨界大小的晶核形成及核的進一步長大來進行;形核率的大小將影響相變過程的速度。

公式

形核率

從熱力學考慮,那些具有臨界晶核尺寸并能克服臨界晶核形成功ΔGk的微小體積,其出現(xiàn)的幾率為:

但要形成穩(wěn)定的晶核,還必須有原子從液相中轉移到晶核表面上使之成長。

原子擴散到晶核表面,需要克服能壘ΔG(常稱為激活能),原子能克服能壘ΔG的幾率為:

形核率

因此形核率N取決于這兩項的乘積,即:

形核率

式中,第一項是隨過冷度增加而急劇增加的,因為ΔGk與ΔT 成反比;而第二相中的激活能ΔG對溫度變化不敏感。因此,過冷度小的時候形核率受ΔGk形核功所控制,過冷度大時主要取決于ΔG激活能

曲線圖

曲線如圖1所示: