晶粒生长英文解释翻译、晶粒生长的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【机】 grain growth

分词翻译：

晶粒的英语翻译：

【化】 grain

生长的英语翻译：

develop; grow; grow up; growth; plant; spring; upgrowth
【医】 growth; vegetation

专业解析

晶粒生长（Grain Growth）的汉英词典释义与材料科学解析

在材料科学与冶金工程领域，“晶粒生长”（Grain Growth）是一个核心概念，指多晶体材料在高温下（通常在再结晶完成之后），其内部晶粒尺寸随时间延长而逐渐增大的过程。此过程旨在降低系统的总能量，主要通过晶界（Grain Boundary）的迁移来实现。英文术语为Grain Growth。

详细释义与机制：

驱动力与本质：晶粒生长的根本驱动力是降低系统的总晶界能。晶界是晶体中原子排列不规则、能量较高的区域。较小的晶粒具有更大的总晶界面积和更高的总晶界能。通过晶界向曲率中心迁移，较小的晶粒被较大的晶粒“吞并”，导致平均晶粒尺寸增大，总晶界面积和能量降低，系统趋向更稳定的状态。这是一种自发过程。
发生条件：晶粒生长通常发生在再结晶完成之后，当材料处于足够高的温度（通常高于材料熔点的0.5倍，即0.5Tm）下保温时。高温提供了原子扩散所需的激活能，使晶界能够迁移。该过程是时间依赖性和温度依赖性的。
类型：
- 正常晶粒生长（Normal Grain Growth）：也称为连续晶粒生长。在此过程中，晶粒尺寸分布相对均匀，平均晶粒尺寸随时间推移而单调增大，晶粒形状趋于等轴状。晶界迁移相对平缓、连续。
- 异常晶粒生长（Abnormal Grain Growth） / 二次再结晶（Secondary Recrystallization）：在此过程中，少数晶粒会异常迅速地长大，远超基体中的平均晶粒尺寸，最终形成非常粗大的晶粒组织。这通常是由于存在抑制大多数晶界迁移的因素（如弥散分布的第二相粒子、强烈的织构或表面能效应），而少数晶粒因特殊取向或位置优势得以克服抑制而快速长大, 。
影响因素：
- 温度：温度升高显著加速晶粒生长速率（遵循Arrhenius关系）。
- 时间：保温时间越长，晶粒尺寸越大。
- 初始晶粒尺寸：初始晶粒越细小，生长驱动力越大。
- 杂质与第二相粒子：溶质原子（杂质）偏聚在晶界会阻碍晶界迁移（溶质拖曳效应）。细小、弥散分布的第二相粒子（Zener钉扎）能有效钉扎晶界，强烈抑制晶粒生长。
- 织构：晶粒的择优取向会影响不同晶界（如小角度晶界、大角度晶界）的迁移率。
- 样品厚度/尺寸效应：在薄膜或细丝中，表面能或界面能可能成为重要影响因素, , 。
影响与意义：晶粒尺寸是决定金属和合金许多力学性能（如强度、韧性、塑性、疲劳性能）和物理性能的关键因素。通过控制晶粒生长（例如利用第二相粒子钉扎或控制热处理工艺），可以优化材料的性能。粗大的晶粒通常导致材料强度和韧性下降（Hall-Petch关系），但也可能有益于某些特殊性能，如某些软磁材料的磁导率。

权威参考来源：

《材料科学基础》（Fundamentals of Materials Science） - 经典教材：详细阐述晶界结构、能量、迁移驱动力及晶粒生长动力学模型。来源：[大学材料科学课程通用教材]
ASM Handbook, Volume 4: Heat Treating：权威手册，包含金属材料在热处理过程中组织演变（包括再结晶与晶粒生长）的详细描述与控制方法。来源：[ASM International出版物]
《物理冶金学原理》（Physical Metallurgy Principles） - Reed-Hill & Abbaschian：深入解释晶粒生长的热力学与动力学基础，以及异常晶粒生长现象。来源：[经典物理冶金教材]
Materials Science and Engineering: An Introduction - Callister & Rethwisch：广泛使用的入门教材，清晰解释晶粒生长概念及其对材料性能的影响。来源：[通用材料科学与工程教材]

网络扩展解释

晶粒生长是材料科学中的重要概念，指材料中晶粒尺寸在特定条件下（如高温热处理）逐渐增大的过程。以下是详细解释：

1.定义与本质

晶粒生长是无应变的材料在热处理时，晶粒尺寸通过晶界移动而连续均匀增大的过程。其本质是晶界向曲率中心迁移，以降低系统自由能。这一过程并非小晶粒的简单粘结，而是原子通过扩散重新排列的结果。

2.驱动力

晶粒生长的驱动力主要来自晶界两侧的自由能差。弯曲晶界趋向平直化以减少界面面积，同时大角度晶界的迁移率更高，推动晶界移动。数学上，驱动力可表示为： $$ Delta G = gamma cdot kappa $$ 其中$gamma$为晶界能，$kappa$为晶界曲率。

3.影响因素

温度：高温加速原子扩散，促进晶界迁移。
杂质与气孔：可能阻碍晶界移动，但某些大晶粒可越过障碍继续生长（异常长大）。
晶粒尺寸分布：小晶粒逐渐被兼并，平均晶粒尺寸增大。

4.与二次再结晶的区别

晶粒生长是连续、均匀的过程，而二次再结晶是少数大晶粒异常快速生长的非连续过程，两者推动力不同（前者为表面能，后者为应变能）。

5.实际意义

晶粒尺寸直接影响材料的力学性能（如强度、韧性）和热稳定性。例如，硅钢中晶粒过大会降低磁导率，需通过控制退火温度抑制过度生长。

如需进一步了解晶界迁移机制或具体材料案例，、等来源。