从本章开始，我们对液态金属成形过程和理论展开学习。液态金属成形过程的核心问题涉及凝固。所谓凝固——指从液态向固态转变的相变过程（这里相变分别对应液相和固相）凝固过程广泛存在于自然界和工程技术领域。

自然界中的凝固现象，大家最直观的感受就是水结冰的过程，而工程技术领域的凝固过程，对于材料成型与控制工程专业的同学而言，大家上学期已经学习了金属学与热处理的课程，那么我们涉及的凝固主要指金属熔液的凝固：譬如，钢铁材料（各种碳钢，合金钢）、非铁金属或合金（主要是有色金属材料：铝合金，铜合金，镍合金，镁合金等）在冶金生产过程中，通过采取不同的加热方式，将各种合金在炉膛内加热成高温熔液，随后这些高温熔液倾倒到特定形状的坩埚中，经过冷却凝固，结晶形成合金铸锭或连铸锭料。这个过程涉及合金的选取和设计，合金的熔炼，熔液的浇铸，铸锭的冷却凝固等环节。

因此，为了掌握通过液态金属实现成形与控性的机制和机理，我们必须对研究对象有深入的认知和了解，这里的研究对象指的就是液态金属。本章学习要点就是：1.液态金属的结构；2.液态金属具有什么性质？（特别是针对我们成形过程而言，哪方面的性质更重要）。

为了加强大家对课程知识点的感性认知，特提供如下视频，帮助同学对于上学期所学的金属学知识进行回顾（包括金属键和晶体结构、金属晶体的缺陷、金属和合金），随后通过视频观看，让大家熟悉、理解金属的结晶和凝固过程。在认真观看和思考后，我们再具体对液态金属的构成、结构及性质展开学习。

 

 

通过视频的学习，大家对于液态金属有了一定的认知，那么我们这一章学习内容中，哪些属于重难点？需要掌握了解哪些内容，请大家查看如下学习指南文档：

通过学习液体的结构与性质，我们了解到固体金属材料具有规则周期排列的原子结构，因此当我们采用X-ray射线照射金属的时候，不同种类的金属材料对应的晶胞原子会散射出不同方向的X-ray射线，由于晶胞原子间距与X-ray波长相当，所以晶胞充当了波传播路径上格栅的作用。当X-ray射线在空间发生叠加增强并经过（晶胞）的时候，会发生衍射效应（就是说波会绕过晶胞这个障碍物而继续传播到其背后）此时对应的绕过晶胞的X-ray就形成了独特的花纹，这个花纹反馈了金属晶胞的特征，是具有唯一性的，基于这个原理，我们可以通过对未知的金属用X-ray进行辐照，获取其特征花斑，然后将这个花样与金属标准花样进行比对，那么这个未知的金属就确定了，这称为X-ray物相分析。下面的视频给大家讲述这个原理。

在大家的常规意识中，金属材料都是固体的状态，他内部的原子排列是近程有序，长程也有序的。然而，自然界也有这样一类材料，我们称其为液态金属，譬如汞，还有一些以低熔点Ga(金属镓）为代表的合金，以及通过快速凝固方式获得的非晶合金，这类合金材料，表面说其是固体，但是内部原子排列与传统合金材料是不一样的，其表现为近程有序，长程无序的类似液体的结构特点，因此表现出不同的性能。下面的视频提供大家对此合金有所认知。