相變態與動力學
轉換動力學(transformation kinetics)
熱力學告訴你一根濕木頭終究會腐爛;動力學告訴你要多快。轉換動力學研究的是,在固定溫度下,相變態已經進行了多少,作為時間的函數。這正是相圖完全略去的那個速率故事。
如果你把鋼保持在固定溫度、測量已轉換的比例,你會得到一條 S 形(sigmoidal)曲線:一開始慢(核還很少)、中段快(許多顆粒同時成長)、最後又慢下來(剩下未轉換的區域空間用盡、彼此互相碰撞)。把比例對 log(時間) 作圖,這個 S 形會特別清楚。
這種 S 形行為由阿夫拉米方程以數學方式捕捉,也是工程師實際使用的 TTT 與 CCT 圖的基礎。動力學對溫度很敏感:升高溫度,通常整條 S 曲線會往較短時間移動,直到接近相變溫度時,擴散與驅動力的競爭把它反轉。
對一塊等溫保持的鋼,你可能看到 1 秒後轉換 1 percent、10 秒後 50 percent、100 秒後 99 percent。同一個反應,純粹以時間追蹤。
相變態是一個速率過程,不是瞬間的開關。
平衡熱力學預測最終的相;動力學則預測你在可用的時間內是否真的達得到,而快速冷卻可以完全繞過平衡產物。
又称
另见