本文標題："熔液液相凝固界面雜質微粒、硫化物實驗顯微鏡"
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熔液液相凝固界面雜質微粒、硫化物實驗顯微鏡
除了熱過冷以外，在合金凝固界面前沿還可能出現一種取決于合金
結晶性質和溶質擴散性質的“成分過冷”現象。合金凝固過程中，進入
固相的溶質濃度低于進入液相的溶質濃度時，隨溫度下降，將有更多的
溶質由固相排出而富集于凝固界面前沿的液相中。如果溶質不能充分擴
散，將使界面附近的液相凝固溫度因溶質濃度不同而呈曲線變化。但熱
傳導使離開界面的液相溫度基本上呈線性變化。因此，處于界面前沿不
同距離的液相中實際過冷量出現差異，近界面處過冷量減小，最大過冷
量出現在離開界面一定距離的液相中。這樣就出現了因溶質富集而產生
的過冷量分布偏離熱過冷量分布的現象，即出現了成分過冷。成分過冷
可促使熔液在離開界面、過冷最大的部位形核，孤立地析出固相并生長
(一般稱之為內生長)。這種現象可導致凝固界面形貌以及凝固組織形態
發生變化。
片狀石墨生長
當前已經觀察到的石墨形態有幾十種，分屬不同類型。已知石墨形
態及結構都與它們的生長模式有關，不同的生長模式在很大程度上決定
了石墨形態和結構。通常根據石墨的外部形貌對其進行分類，實際上也
是對石墨生長模式的劃分。
石墨的形成過程符合一般晶體結晶規律，要經過形核和生長兩個階
段。鐵水內的某些雜質微粒、硫化物和氧化物都可能成為石墨的形核基
質。當鐵水的碳活度達到一定程度，碳原子移向形核基質，并在其上沉
積，形成石墨微晶。這種微晶以及鐵水中殘留的未溶石墨微粒達到一定
尺寸后，都能成為有效的石墨結晶核心。
石墨結晶核心中的碳原子并不完全按照石墨晶格結構整齊排列，而
是存在許多晶體缺陷。有些晶體缺陷可為石墨生長提供生長臺階。對石
墨生長最有作用的缺陷是螺位錯和旋轉孿晶。由于碳原子在不同生長臺
階上的結合能不同，而且受到一些表面活性元素的影響，導致出現不同
的生長機制，產生形態各異的石墨晶體。
石墨晶體是沿六方晶格的晶向和晶向生長的。兩個晶向的生長起始
于不同的生長臺階，并有各自的生長機制。在缺陷提供的臺階上添加原
子是晶體生長的一種方式。由于晶體缺陷處具有較高能量，易于接納外
來原子。臺階上接納了一層原子后又形成新的臺階，原子繼續添加在新
的臺階上，使晶體進一步生長。
觀察由灰鑄鐵萃取的片狀石墨晶體，發現它是由許多呈層狀排列的
薄片狀石墨疊集而成。薄片狀晶體大體上平行于石墨片體表面。在片狀
石墨單晶體內，沿晶體長度方向的延伸量遠大于片體增厚量。
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