相变原理
在一定条件下(温度、压强等),物质将以一种与外界条件相适应的聚集状态或结构形式存在着,这种形式就是相。在某种意义上,它和该物相的化学组成定义了其全部的物理和化学性质。物质系统中物理、化学性质完全相同,与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。
故此,物相作为物质系统中具有相同化学组成,聚集状态及相同物理、化学性质的均匀物质部分。
相变是指在外界条件发生变化的过程中,物相在某一特定的条件下(临界值)时发生突变的现象。表现为:
(1)从一种结构变化为另一种结构,如气相、液相和固相间的相互转变,或固相中不同晶体结构或原子、离子聚集状态之间的转变。
(2)更深层次序结构的变化并引起物理性质的突质,例如,顺磁体——铁磁体转变,顺电体——铁电体转变,正常导体——超导体转变等。这些相变的发生往往伴随某种长程序结构的出现或消失。如金属——非金属转变,液态——玻璃态间的转变等,则对应于构成物相的某一种粒子(原子或电子)在两种明显不同状态(如扩展态和局域态)之间的转变。
(3)化学成分的不连续变化,例如均匀溶液的脱溶沉淀或固溶体的脱溶分解等。
实际材料中所发生的相变形式可以是上述中的一种,也可以是它们之间的复合。如脱溶沉淀往往是结构和成分变化同时发生,铁电相变总是和结构相变耦合在一起。
相变现象在自然界普遍存在,且具有多样性。
相变现象的研究,不仅使人们加深了对大量与相变有关的现象的理论认识,更重要的是,它促进了构筑现代科学技术,尤其是材料科学技术的迅速发展。相变过程基本规律的研究、学习和掌握有助于人们合理、科学地优化材料制备工艺,并对材料性能进行能动地设计和剪裁,其重要性和意义是显然的。

