
【机】 metastable phase
interpose; mind; shell; take seriously; upright
【化】 meso-; meta-
【医】 carapace
certain; firm; steady; sure
each other; mutually; appearance; looks; look at and appraise; photograph
posture
【化】 phase
【医】 phase
在汉英词典视角下,"介稳相"(Metastable Phase)指热力学上亚稳定但动力学上可长期存在的物质状态。其核心特征是在特定条件下能暂时维持非平衡态结构,直至受扰动才向稳定相转变。以下是专业解析:
介稳相处于局部能量最低点而非全局最低点,其吉布斯自由能($G$)高于稳定相但存在能垒阻碍自发转变。用公式表示为: $$ Delta G{text{meta}} > Delta G{text{stable}} $$ 其中能垒 $Delta G^*$ 使转变需外界触发。
如金刚石(diamond)在常温常压下可长期存在,但其自由能高于石墨(graphite),属于典型介稳相。
相变需克服活化能,如过冷水(supercooled water)在-40°C仍可保持液态。
温度/压力变化可能破坏介稳态,如火山玻璃(obsidian)在地质时间内缓慢析晶。
介稳相 | 稳定相 | 应用领域 |
---|---|---|
奥氏体(Austenite) | 铁素体 | 钢铁淬火硬化 |
过饱和溶液 | 饱和溶液 | 药物结晶控制 |
非晶态合金 | 晶态合金 | 磁性材料制备 |
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介稳相是材料科学和化学领域的重要概念,其核心特征与热力学稳定性相关。可从以下三方面理解:
1. 定义与特性 介稳相指物质处于热力学亚稳态的相态,其吉布斯自由能高于稳定相,但在一定条件下能长期保持不转变。这种状态常见于纳米材料、金属合金等体系中,例如提到的钨青铜结构MoO₃就属于此类材料。
2. 形成机制 • 通过快速冷却或特殊制备工艺(如溶胶-凝胶法)抑制相变 • 表面能主导的纳米尺度效应 • 掺杂或缺陷工程改变晶体结构稳定性
3. 应用领域 在催化、能源存储等领域表现突出:
需要说明的是,介稳相材料虽具有优异性能,但其应用需通过包覆、掺杂等手段提升稳定性。更多制备方法细节可参考的DOCX文档原文。
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