晶粒生長英文解釋翻譯、晶粒生長的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【機】 grain growth

分詞翻譯：

晶粒的英語翻譯：

【化】 grain

生長的英語翻譯：

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

專業解析

晶粒生長（Grain Growth）的漢英詞典釋義與材料科學解析

在材料科學與冶金工程領域，“晶粒生長”（Grain Growth）是一個核心概念，指多晶體材料在高溫下（通常在再結晶完成之後），其内部晶粒尺寸隨時間延長而逐漸增大的過程。此過程旨在降低系統的總能量，主要通過晶界（Grain Boundary）的遷移來實現。英文術語為Grain Growth。

詳細釋義與機制：

驅動力與本質：晶粒生長的根本驅動力是降低系統的總晶界能。晶界是晶體中原子排列不規則、能量較高的區域。較小的晶粒具有更大的總晶界面積和更高的總晶界能。通過晶界向曲率中心遷移，較小的晶粒被較大的晶粒“吞并”，導緻平均晶粒尺寸增大，總晶界面積和能量降低，系統趨向更穩定的狀态。這是一種自發過程。
發生條件：晶粒生長通常發生在再結晶完成之後，當材料處于足夠高的溫度（通常高于材料熔點的0.5倍，即0.5Tm）下保溫時。高溫提供了原子擴散所需的激活能，使晶界能夠遷移。該過程是時間依賴性和溫度依賴性的。
類型：
- 正常晶粒生長（Normal Grain Growth）：也稱為連續晶粒生長。在此過程中，晶粒尺寸分布相對均勻，平均晶粒尺寸隨時間推移而單調增大，晶粒形狀趨于等軸狀。晶界遷移相對平緩、連續。
- 異常晶粒生長（Abnormal Grain Growth） / 二次再結晶（Secondary Recrystallization）：在此過程中，少數晶粒會異常迅速地長大，遠超基體中的平均晶粒尺寸，最終形成非常粗大的晶粒組織。這通常是由于存在抑制大多數晶界遷移的因素（如彌散分布的第二相粒子、強烈的織構或表面能效應），而少數晶粒因特殊取向或位置優勢得以克服抑制而快速長大, 。
影響因素：
- 溫度：溫度升高顯著加速晶粒生長速率（遵循Arrhenius關系）。
- 時間：保溫時間越長，晶粒尺寸越大。
- 初始晶粒尺寸：初始晶粒越細小，生長驅動力越大。
- 雜質與第二相粒子：溶質原子（雜質）偏聚在晶界會阻礙晶界遷移（溶質拖曳效應）。細小、彌散分布的第二相粒子（Zener釘紮）能有效釘紮晶界，強烈抑制晶粒生長。
- 織構：晶粒的擇優取向會影響不同晶界（如小角度晶界、大角度晶界）的遷移率。
- 樣品厚度/尺寸效應：在薄膜或細絲中，表面能或界面能可能成為重要影響因素, , 。
影響與意義：晶粒尺寸是決定金屬和合金許多力學性能（如強度、韌性、塑性、疲勞性能）和物理性能的關鍵因素。通過控制晶粒生長（例如利用第二相粒子釘紮或控制熱處理工藝），可以優化材料的性能。粗大的晶粒通常導緻材料強度和韌性下降（Hall-Petch關系），但也可能有益于某些特殊性能，如某些軟磁材料的磁導率。

權威參考來源：

《材料科學基礎》（Fundamentals of Materials Science） - 經典教材：詳細闡述晶界結構、能量、遷移驅動力及晶粒生長動力學模型。來源：[大學材料科學課程通用教材]
ASM Handbook, Volume 4: Heat Treating：權威手冊，包含金屬材料在熱處理過程中組織演變（包括再結晶與晶粒生長）的詳細描述與控制方法。來源：[ASM International出版物]
《物理冶金學原理》（Physical Metallurgy Principles） - Reed-Hill & Abbaschian：深入解釋晶粒生長的熱力學與動力學基礎，以及異常晶粒生長現象。來源：[經典物理冶金教材]
Materials Science and Engineering: An Introduction - Callister & Rethwisch：廣泛使用的入門教材，清晰解釋晶粒生長概念及其對材料性能的影響。來源：[通用材料科學與工程教材]

網絡擴展解釋

晶粒生長是材料科學中的重要概念，指材料中晶粒尺寸在特定條件下（如高溫熱處理）逐漸增大的過程。以下是詳細解釋：

1.定義與本質

晶粒生長是無應變的材料在熱處理時，晶粒尺寸通過晶界移動而連續均勻增大的過程。其本質是晶界向曲率中心遷移，以降低系統自由能。這一過程并非小晶粒的簡單粘結，而是原子通過擴散重新排列的結果。

2.驅動力

晶粒生長的驅動力主要來自晶界兩側的自由能差。彎曲晶界趨向平直化以減少界面面積，同時大角度晶界的遷移率更高，推動晶界移動。數學上，驅動力可表示為： $$ Delta G = gamma cdot kappa $$ 其中$gamma$為晶界能，$kappa$為晶界曲率。

3.影響因素

溫度：高溫加速原子擴散，促進晶界遷移。
雜質與氣孔：可能阻礙晶界移動，但某些大晶粒可越過障礙繼續生長（異常長大）。
晶粒尺寸分布：小晶粒逐漸被兼并，平均晶粒尺寸增大。

4.與二次再結晶的區别

晶粒生長是連續、均勻的過程，而二次再結晶是少數大晶粒異常快速生長的非連續過程，兩者推動力不同（前者為表面能，後者為應變能）。

5.實際意義

晶粒尺寸直接影響材料的力學性能（如強度、韌性）和熱穩定性。例如，矽鋼中晶粒過大會降低磁導率，需通過控制退火溫度抑制過度生長。

如需進一步了解晶界遷移機制或具體材料案例，、等來源。