
【機】 metastable phase
interpose; mind; shell; take seriously; upright
【化】 meso-; meta-
【醫】 carapace
certain; firm; steady; sure
each other; mutually; appearance; looks; look at and appraise; photograph
posture
【化】 phase
【醫】 phase
在漢英詞典視角下,"介穩相"(Metastable Phase)指熱力學上亞穩定但動力學上可長期存在的物質狀态。其核心特征是在特定條件下能暫時維持非平衡态結構,直至受擾動才向穩定相轉變。以下是專業解析:
介穩相處于局部能量最低點而非全局最低點,其吉布斯自由能($G$)高于穩定相但存在能壘阻礙自發轉變。用公式表示為: $$ Delta G{text{meta}} > Delta G{text{stable}} $$ 其中能壘 $Delta G^*$ 使轉變需外界觸發。
如金剛石(diamond)在常溫常壓下可長期存在,但其自由能高于石墨(graphite),屬于典型介穩相。
相變需克服活化能,如過冷水(supercooled water)在-40°C仍可保持液态。
溫度/壓力變化可能破壞介穩态,如火山玻璃(obsidian)在地質時間内緩慢析晶。
介穩相 | 穩定相 | 應用領域 |
---|---|---|
奧氏體(Austenite) | 鐵素體 | 鋼鐵淬火硬化 |
過飽和溶液 | 飽和溶液 | 藥物結晶控制 |
非晶态合金 | 晶态合金 | 磁性材料制備 |
(注:鍊接經校驗有效,部分文獻需機構權限訪問)
介穩相是材料科學和化學領域的重要概念,其核心特征與熱力學穩定性相關。可從以下三方面理解:
1. 定義與特性 介穩相指物質處于熱力學亞穩态的相态,其吉布斯自由能高于穩定相,但在一定條件下能長期保持不轉變。這種狀态常見于納米材料、金屬合金等體系中,例如提到的鎢青銅結構MoO₃就屬于此類材料。
2. 形成機制 • 通過快速冷卻或特殊制備工藝(如溶膠-凝膠法)抑制相變 • 表面能主導的納米尺度效應 • 摻雜或缺陷工程改變晶體結構穩定性
3. 應用領域 在催化、能源存儲等領域表現突出:
需要說明的是,介穩相材料雖具有優異性能,但其應用需通過包覆、摻雜等手段提升穩定性。更多制備方法細節可參考的DOCX文檔原文。
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