一、固态相变过程中界面能和共格应变能对界面形成有何影响

从热力学角度来说，固态相变与液固相变相比，一些规律是相同的，其共同点是：相变驱动力都是新旧两相之间的自由能差；相变都包含形核与长大两个基本的过程。 而二者在相变特点上的区别在于固态相变的母相为固体，其具有确定形状、有较高切变强度、内部原子按点阵规律排列，并且不同程度地存在着成分不均匀的结构缺陷。相变以晶体为母相，必然与液固相变相比存在一系列新的特征。具体表现在以下几方面： (1) 相变驱动力来源于两相自由能之差，差值越大，越有利于转变的进行。 界面能增加 相变阻力大 额外弹性应变能：比体积差 扩散困难（新、旧相化学成分不同时） 固态相变与固液相变相比，相变阻力更大是因为多出了一项应变能和扩散更难进行。 (2) 新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系；新相的某一晶面和晶向分别与母相的某一晶面、晶向平行。 (3) 惯习现象：新相沿特定的晶向在母相特定晶面上形成( 沿应变能最小的方向和界面能最低的界面 )。通过降低界面能和应变能而减小相变阻力是惯习现象出现的原因。 (4) 母相晶体缺陷促进相变：固态金属中存在各种晶体缺陷，如位错、空位、晶界和亚晶界等。母相中存在缺陷，由于缺陷周围有晶格畸变，自由能较高，在此处形成同样大小的晶核比其他区域获得更大的驱动力，新相晶核往往优先在这些缺陷处形成。母相晶粒越细小，晶界越多，晶内缺陷越多，形核率越高，转变速度越快。 (5) 易出现过渡相：过渡相是一种亚稳定相，其成分和结构介于新相和母相之间。因为固态相比阻力大，原子扩散困难，尤其是当转变温度较低，新、旧相成分相差较远时，难以形成稳定相。过渡相是为了克服相变阻力而形成的一种协调性的中间转变产物。通常是现在母相中形成与母相成分接近的过渡相，然后在一定条件下由过渡相逐渐转变为自由能最低的稳定相。

二、什么是表面能，什么是界面能？表面能和界面能的区别在哪里？能否给出依据的书或者文献呢？

表面能，物质的表面具有表面张力σ，在恒温恒压下可逆地增大表面积dA，则需功σdA，因为所需的功等于物系自由能的增加，且这一增加是由于物系的表面积增大所致，故称为表面自由能或表面能。

界面能又称总表面能或表面内能。 是在恒温恒压条件下增加单位界面体系(或表面体系)内能的增量。 在外磁场中，当大样品超导体内出现正常相区和超导相区同时存在时就有一个两相间过渡层或称界面层存在，它具有一定的能量以使在磁场、温度一定时保持两相平衡。这个能量称为界面能或表面能。

三、界面能 为什么 使 晶界熔点低于晶粒内部？

小林913(站内联系TA)晶界熔点低易腐蚀氧化是由于晶界上往往存在凝固后的杂质，杂质的存在往往降低晶界处的熔点，其界面上往往有很多缺陷，这样更易于腐蚀液浸透。从界面能上理解，界面上的形成的化学键不可能与晶粒内部的化学键那样完美，有可能存在不饱和的化学键，这样界面能的存在将跟易于腐蚀和氧化jiaopeifeng(站内联系TA)Originally posted by 小林913 at 2011-05-20 1358: 晶界熔点低易腐蚀氧化是由于晶界上往往存在凝固后的杂质，杂质的存在往往降低晶界处的熔点，其界面上往往有很多缺陷，这样更易于腐蚀液浸透。从界面能上理解，界面上的形成的化学键不可能与晶粒内部的化学键那样完 ... 你的话我能够理解，但是，感觉还是没有回答上我所问的问题，我总感觉没看到重点。 可不可以再请教你一个问题，具体描述如下： 在书中说到“位错”的时候，描述“如果金属中不含位错，那么它将有极高的强度，不易塑性变形。随着位错密度的不断增大，强度不断降低”；可是书中在说到“晶界特性”的时候，描述“晶界上存在晶格畸变，因而对金属材料的塑性变形起着阻碍作用，在宏观上表现为使金属材料具有更高的强度和硬度”。 我想问的是，这两个观点是否矛盾？位错也导致晶格畸变啊。小林913(站内联系TA)你后面一句话还可以理解，第一句话“如果金属中不含位错，那么它将有极高的强度，不易塑性变形。随着位错密度的不断增大，强度不断降低” 通常理解是位错密度增大，强度升高的，不知道你是断章取义，还是没理解到位，原文可能还有别的假设条件，而且你这个问题与界面能无关！freelee712(站内联系TA)不矛盾，塑性变形是位错移动的宏观表现，晶界的存在，阻碍了位错的移动，因而不易于塑性变形的发生，增强了强度和硬度。假设根本不存在位错，也就没有了位错的移动（在不产生位错的前提下），就不会有塑性变形，强度极高...毕业久了，好久不看书了，不知道对还是不对，瞎说，路过，酱油派 :Dfreelee712(站内联系TA)界面能，顶二楼 晶界熔点低易腐蚀氧化是由于晶界上往往存在凝固后的杂质，杂质的存在往往降低晶界处的熔点，其界面上往往有很多缺陷，这样更易于腐蚀液浸透。从界面能上理解，界面上的形成的化学键不可能与晶粒内部的化学键那样完 ... 我还想请教一下：界面能，到底是一个什么样的值？恳请通俗的解释一下。谢谢了，我现在感觉书看的越多，越糊涂了。freelee712(站内联系TA)晶界分小角度晶界和大角度晶界，小角度晶界的界面能与位错能有关，大角度的界面能与原子键结合强度有关，数值...你要确定的公式计算吗，这个似乎没有成熟的理论公式吧，搞不懂，去问你们bossjiaopeifeng(站内联系TA)Originally posted by freelee712 at 2011-05-20 1644: 我在看一本关于金属学的书，上面有一句话：“由于界面能的存在，使晶界的熔点低于晶粒内部，且易于腐蚀和氧化。” 由于晶界的存在，导致界面能，晶格畸变能提高，金属凝固和熔化相变的驱动力为化学自由能，当化学自由能大于一定值时，便能凝固或熔化，而晶界的存在，提高了该“一定值”的基数，相当于增大了化学自由能，因此使得晶界处的熔点较低。

四、复合材料的界面定义是什么，包括哪些部分

复合材料界面是指复合材料的基体与增强材料之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷等传递作用的微小区域。目前的研究尚处于半定量和半经验的水平上。 最早复合材料界面曾被想像成是一层没有厚度的面(或称单分子层的面)。而事实上复合材料界面是一层具有一定厚度(纳米以上)、结构随基体和增强体而异、与基体有明显差别的新相——界面相(或称界面层)。因为增强体和基体互相接触时， 在一定条件的影响下，可能发生化学反应或物理化学作用，如两相间元素的互相扩散、溶解，从而产生不同于原来两相的新相；即使不发生反应、扩散、溶解，也会由于基体的固化、凝固所产生的内应力，或者由于组织结构的诱导效应，导致接近增强体的基体发生结构上的变化或堆砌密度上的变化，从而导致这个局部基体的性能不同于基体的本体性能，形成界面相。界面相也包括在增强体表面上预先涂覆的表面处理剂层和增强体经表面处理工艺而发生反应的表面层。因此，必须建立复合材料界面存在独立相的新概念。复合材料界面相的结构与性能对复合材料整体的性能影响大。为改善复合材料性能，必须考虑界面设计和控制。结构复合材料界面相存在的残应力，是由于基体的固化或凝固收缩和两相间热膨胀系数的失配而造成的。无论应力大小和方向，都会影响到复合材料受载时的行为，如造成复合材料拉伸和压缩性能的明显差异等。结构复合材料界面的作用，是在复合材料受到载荷时把基体上的应力传递到增强体上。这就需要界面相有 足够的粘接强度，而两相表面能够互相浸润是先决条件。但是界面层并不是粘接得越强越好，而是要有适当的粘接强度，因为界面相还有另一个作用是在一定应力条件下能够脱粘，同时使增强体在基体中拔出并互相发生摩擦。这种由脱粘而增大表面能所做的功、拔出功和摩擦功都提高了破坏功，有助于改善复合材料的破坏行为，即提高它的强度。至于功能复合材料界面相的作用，目前尚很少研究，但已有实验证实，界面相在功能复合材料中的作用也是重要的。 表征为了认识界面的作用，了解界面结构对材料整体性能的影响，必须先表征界面相的化学、物理结构，厚度和形貌，粘接强度和残余应力等，从而可以寻找它们与复合材料性能之间的关系。 界面相化学结构包括组成元素、价态及其分布。其表征可以借助许多固体物理用的先进仪器，如俄歇电子 谱(AES，SAM)、电子探针(EP)、X光电子能谱仪 (X PS)、扫描二次离子质谱仪(S SIMS)、电子能量损失谱仪(EELS，PEELS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、显微 拉曼光谱(MRS)、扩展X射线吸收细微结构谱 (E XAFS)等。由于界面相有时仅为纳米级的微区，而且有的组成非常复杂(尤其是金属和陶瓷基复合材料)， 因此迄今还不能说哪一种方法可以满意地给出有关复合材料界面相全部化学信息。这是因为这些方法有的束斑太大，远远超过界面微区的尺寸;有的仅能提供元素的信息而不能知道元素的价态；有的会对某些观察物造成 表面损伤等，存在着各式各样的局限性。所以仍需研究 合适的新方法，或几种方法的配合使用。 界面相形貌和厚度的表征也有不少方法，如透射电 镜(TEM)、扫描电镜(S EM)。新方法有角扫描X射线反射谱(GAXP)，可以测定金属基和陶瓷基复合材料界 面相的厚度。但这些方法在测量上也有难度。 界面相粘接强度的表征基本上有5种方法，即单丝拔出法、埋入基体的单丝裂断长度法、微(单丝)压出 法、球形(或锥形)压头压痕法、常规三点弯剪法等。前两种方法只能表征单丝复合材料的行为；后3种虽是表 征复合材料，但又各有不足之处。而且各种方法测出 的数据相差甚远，以球形压痕法和三点弯剪法数值较高。目前尚难以决定何种方法是最为合适的。此外，还有用 动态力学法测定内耗值以表征界面结合状态的方法。界面湘残余应力的表征也很困难。对透明基体和不 透明基体都分别有其相应的方法，但是均不理想，同时 在计算处理上也较复杂。复合材料界面理论过去对于复合材料界面理论的 研究是试图提出一个能够适用于各种复合材料的理论，诸如化学反应理论、浸润理论、可形变层理论、约束层 理论、静电作用理论以及把一些理论结合起来的理论。但它们都有许多矛盾，常不能自圆其说。由于对界面认识的逐步深化，了解到界面相的复杂性与多重性是和原组成材料、加工工艺和使用环境密切有关。因此，理论研究转向针对某一具体体系，探讨界面微结构与宏观性能的关系，界面浸润过程和界面反应的热力学与动力学 关系，建立某种体系的界面相模型并作理论处理等。