9.3 固態(tài)相變(2)

   2. 界面能
    相界面的形成需要界面能，固-固兩相界面能高，一部分是形成新相界面時，因同類鍵、異類鍵的結(jié)合強度和數(shù)量變化引起的化學(xué)能，另一部分是由界面原子的不匹配產(chǎn)生的點陣畸變能。界面能按共格界面、半共格界面和非共格界面的順序而遞增。
    3. 位向關(guān)系
    固態(tài)相變時，為了降低新相與母相之間的界面能，新相的某些低指數(shù)晶向與母相的某些低指數(shù)晶向平行。例如鐵發(fā)生由面心立方結(jié)構(gòu)到體心立方結(jié)構(gòu)的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時，形成了（111）_γ∥( 110)_α、[ -110]_γ∥[ -111]_α的晶體學(xué)取向關(guān)系。
    界面結(jié)構(gòu)為共格或半共格時，新相與母相之間必須存在一定的晶體學(xué)取向關(guān)系。然而，存在一定晶體學(xué)取向關(guān)系的新相和母相，界面卻不一定共格或半共格。
    4. 慣習(xí)面
    固態(tài)相變時，為了降低界面能和維持共格關(guān)系，新相往往在母相的一定晶面上開始形成。這個與所生成新相的主平面或主軸平行的母相晶面稱為慣習(xí)面。例如，共析碳素鋼中的透鏡片狀馬氏體的主平面恒與奧氏體的﹛225﹜或﹛259﹜晶面平行。由于一個晶面族包括若干在空間互成一定角度的晶面。故沿慣習(xí)面生成的片狀新相將互成一定角度或相互平行。
    5. 晶體缺陷
晶態(tài)固體中的空位、位錯、晶界等缺陷周圍因點陣畸變而儲存一定的畸變能。新相極易在這些位置非均勻形核。它們對晶核的長大過程也有一定的影響。
6. 應(yīng)變能
    新相與母相建立界面時，由于相界面原子排列的差異引起彈性應(yīng)變能。這種彈性應(yīng)變能以共格界面最大，半共格界面次之，非共格界面為零。但非共格界面的表面能最大。更為重要的是，由于新相和母相比體積往往不同，新相形成時的體積變化會受到周圍母相的約束，也會引起彈性應(yīng)變能。這種由比體積引起的應(yīng)變能的大小還與新相幾何形狀有關(guān)，圖9-10表示出在非共格界面情況下，由新、舊兩相比體積差引起的應(yīng)變能（相對值）與新相幾何形狀的關(guān)系�？梢�，圓盤形新相引起的比體積差應(yīng)變能最小（c/a <<1），針狀次之（c/a>>1），而球狀最大（c/a=1）。
    綜上所述，固態(tài)相變時的應(yīng)變能和表面能均為相變的阻力。共格和半共格新相晶核形成時的相變阻力主要是應(yīng)變能。而非共格新相晶核形成時的相變阻力主要是表面能。與液態(tài)物質(zhì)結(jié)晶時的阻力相比較，固態(tài)相變阻力較大，因此要在較大的過冷度下提供足夠的相變驅(qū)動力才能使相變形核。