[科普中國(guó)]-固相曲線

固相曲線（solidus）：在二元固溶系相圖上表示與液相處于平衡的固相，其成分隨著液體成分和溫度的改變而連續(xù)變化的曲線稱為固相曲線。

簡(jiǎn)介在其他類(lèi)型體系中，固相成分是確定的，固相線為一條通過(guò)共結(jié)點(diǎn)的水平直線。固相線以下的溫度區(qū)域，液相凝固完畢不再殘留，標(biāo)志著液相存在的最低溫度。在加熱過(guò)程中，于固相線溫度物質(zhì)開(kāi)始熔化，所以固相曲線也是初熔曲線。

固相反應(yīng)固相反應(yīng)指所有包含固相物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)，包括固-固相反應(yīng)、固-氣相反應(yīng)和固-液相反應(yīng)等。

在任何聚集態(tài)的物質(zhì)中，由于熱運(yùn)動(dòng)的影響，即使是處于晶格結(jié)點(diǎn)上的分子、原子或粒子，或多或少都有可能瞬間偏離正常的平衡位置，這些粒子（甚至空穴）在濃差因素驅(qū)動(dòng)下會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散。例如兩塊經(jīng)磨平拋光的銅鋅片、在493K下緊密接觸12小時(shí)后，在接觸面上形成的0.3mm厚的擴(kuò)散層。固態(tài)反應(yīng)物粒子的接觸和擴(kuò)散，是固態(tài)產(chǎn)物晶核得以形成并不斷生長(zhǎng)的重要條件。

在1773K下，首先在Al2O3和MgO晶粒界面上或鄰近界面的反應(yīng)物晶格中形成MgAl2O4晶核，然后反應(yīng)物晶格中的Mg2+、Al3+相對(duì)擴(kuò)散到MgAl2O4晶核附近使晶核不斷生長(zhǎng)，同時(shí)形成更多的晶核，隨著產(chǎn)物層的加厚，固相反應(yīng)進(jìn)行完全。

非金屬陶瓷功能材料的制作工藝，先是在室溫下將固態(tài)氧化物充分粉碎、混合均勻，再在鋼模中擠壓成型，然后高溫?zé)Y(jié)反應(yīng)。高溫條件無(wú)疑有利于破壞固態(tài)反應(yīng)物的晶格和促進(jìn)反應(yīng)物粒子的擴(kuò)散，但是必須注意，對(duì)有些反應(yīng)體系采用不同的反應(yīng)溫度，有時(shí)會(huì)得到不同的反應(yīng)產(chǎn)物。

相關(guān)研究日益提升的汽車(chē)輕量化需求為鋁合金汽車(chē)零部件提供廣闊應(yīng)用前景的同時(shí)也為高性能鋁合金零部件制備方法提出了新的挑戰(zhàn)。鋁合金半固態(tài)壓鑄技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用推廣，已逐步在國(guó)內(nèi)外的汽車(chē)工業(yè)中獲得應(yīng)用。其中高固相分?jǐn)?shù)（0.4-0.7）鋁合金半固態(tài)壓鑄技術(shù)可制備性能與鍛造件相近而工藝成本與傳統(tǒng)液態(tài)鑄造相當(dāng)?shù)牧悴考?。

然而半固態(tài)壓鑄成形仍存在部分技術(shù)難題使其難以獲得大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，主要包括：半固態(tài)漿料流動(dòng)行為對(duì)工藝參數(shù)高度敏感致使實(shí)際工藝窗口過(guò)窄：對(duì)零件形狀及尺寸有較高要求以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)漿料流動(dòng)的控制；半固態(tài)壓鑄模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)欠缺等等。

上述問(wèn)題的關(guān)鍵同時(shí)也是半固態(tài)壓鑄技術(shù)的研究難點(diǎn)，即是對(duì)半固態(tài)漿料流動(dòng)狀態(tài)的預(yù)判及控制。在研究高固相分?jǐn)?shù)半固態(tài)漿料宏觀流變性能和內(nèi)部微觀流動(dòng)機(jī)制，并在此基礎(chǔ)上分別建立可描述半固態(tài)漿料宏觀流變性能（剪切稀化特性、非穩(wěn)態(tài)流變性及觸變性）的表觀黏度模型和多相流動(dòng)耦合計(jì)算方法，綜合形成高固相分?jǐn)?shù)半固態(tài)漿料多尺度數(shù)值模擬方法以分別實(shí)現(xiàn)對(duì)漿料宏觀及微觀流動(dòng)行為的表達(dá)2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)