解读激活能的定义及物理意义

2018-10-31技术资料

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解读激活能的定义及物理意义

Q:

看热加工的文献基本都会提到动态再结晶激活能或者静态再结晶激活能,但是不明白什么叫激活能?有什么物理意义?

A:

激活能就是使晶体原子离开平衡位置迁移到另一个新的平衡或非平衡位置所需要的能量。亦称为“活化能”。为了开始某一物理化学过程 (例如塑性流动、原子扩散、化学反应、形成空位等) 所需要克服的能量。此能量可以由体系本身具有的能量起伏提供,也可由外界提供。激活能越小,则该过程就越容易进行。

激活能是晶体中晶格点阵上的原子运动到另一点阵或间隙位置时所需的能量,是反映温度应力对产品寿命影响的一种指标。对物质而言,它从正常的未失效状态向失效状态转换的过程中存在着势垒。这就是激活能。激活能越小,失效的物理过程越容易进行。激活能越大,加速系数越大,越容易被加速而失效。

通常情况下,激活能是不随温度变化的常数。也就是说,对应于某失效机理,激活能是不随温度变化的常数。这就保证了加速寿命试验的可行性。但是事实上,当温度大于500K时,激活能不再为常数。

通俗的说,就是原来静止的你想让它动起来就得给它能量,这个能量就叫激活能。

变形激活能,是材料发生塑性变形时,金属原子发生剧烈的热运动需要跨越的一个能量“门槛值”,是表征材料热变形的重要参数

材料科学基础,上海交大出版社,第二版。P140-150 & P190-210.分别有扩散激活能和再结晶激活能的定义

不恰当的例子:有一个轮子在山脚下,要到山的另一边首先要越过山峰(隧道除外),因此轮子需要一定的初始动能(其它可以做工的能量都可以)使之可以越过山峰,否则轮子就只能呆在原来的一边。可以使轮子越过山峰的初始动能的Zui小值可以理解为激活能。

建议你多看一些关于动态再结晶和静态再结晶的文献,我前一段时间也搞过这些东西,多看点文献就好了