什么叫临界晶核？它的物理意义及与过冷度的定量关系如何

什么叫临界晶核？它的物理意义及与过冷度的定量关系如何

一、自发形核 (均匀形核、均质形核)是指在均匀单一的母相中形成新相结晶核心的过程。
1. 自发形核的能量变化
什么样的结构起伏能成为结晶的核心?(能量条件\尺寸大小)
形核的实质:晶胚不断从液态金属中得到原子而继续长大。
形核时的能量变化:L-S体积自由能 Fv减少;同时新表面形成→表面自由能 Fs增加。系统总的自由能变化:
F降低有利于结晶的进行。假设晶胚为球形，半径为r。那么
△F=-4/3πr3 △Gv +4πr2σ
△Gv:单位体积自由能差;σ:单位表面积自由能
在一定条件下，△Gv;σ均为定值。那么△F是关于r的函数。
形成临界晶核时对应的形核功为临界形核功。
临界形核功
当晶胚在临界半径形核时，系统的总自由能最高，随r增大，自由能降低，可以自发进行，但毕竟仍大于零(正值)，要形核时必须有一定的能量补偿。对应于rk时，△F 最大。称之为临界形核功 △FK表示。△FK=1/3*AK*σ 是临界晶核表面能的1/3。这部分能量靠能量起伏来提供--------晶核可以形成
所谓能量起伏是指系统中微小体积所具有的能量，短暂偏离其平均能量的现象。
经过近一步的计算有△FK∝1/ΔT2 随ΔT增加，△FK剧烈减少。