题目
固态相变均匀形核的驱动力是: A. 界面能差B. 应变能差C. 弹性应变能差D. 新旧相的体积自由能差
固态相变均匀形核的驱动力是:
- A. 界面能差
- B. 应变能差
- C. 弹性应变能差
- D. 新旧相的体积自由能差
题目解答
答案
D
解析
固态相变中的均匀形核驱动力来源于新旧相之间的自由能差异。形核是新相核心的形成过程,其驱动力需克服形核的能垒。关键点在于体积自由能的降低:当母相的自由能高于新相时,系统通过形核释放能量,降低总自由能。选项D(新旧相的体积自由能差)直接对应这一核心机制,而其他选项(如界面能差、应变能差)更多涉及形核的阻力或特定条件下的影响。
选项分析
- A. 界面能差:形核需形成新相与母相的界面,界面能是形核的阻力,而非驱动力。
- B. 应变能差:与弹性变形相关,常见于应力诱发的相变(如马氏体相变),但题目未明确此类条件。
- C. 弹性应变能差:同理,属于特定相变类型中的能量因素,非通用驱动力。
- D. 新旧相的体积自由能差:正确。体积自由能差($\Delta G_v$)是形核的核心驱动力,当$\Delta G_v > 0$时,形核有利。
结论
驱动力本质是新旧相单位体积自由能的差,即$\Delta G_v = G_{\text{母相}} - G_{\text{新相}}$。当$\Delta G_v > 0$时,形核释放能量,推动相变。