結(jié)晶
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-10
結(jié)晶的視頻教程
【精品課】基于CA法的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模擬（合集）
1.推出新版動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程序，通過更改計(jì)算邏輯大幅提升計(jì)算效率，貼合大規(guī)模仿真需求。初始晶粒模擬可輸入期望尺寸大幅縮短調(diào)試時(shí)間。 2.整合多年再結(jié)晶CA編程教學(xué)內(nèi)容，總結(jié)教學(xué)重點(diǎn)有的放矢。 3.課上詳細(xì)講解，搭配課后答疑，避免研究過程中被散養(yǎng)尷尬。 4.課程內(nèi)容拆解成多個(gè)模塊，方便按需購買。
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deform-3D動(dòng)態(tài)再結(jié)晶靜態(tài)再結(jié)晶晶粒度模擬
deform動(dòng)靜態(tài)再結(jié)晶，晶粒度模擬（55號(hào)鋼）
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動(dòng)態(tài)再結(jié)晶CA法編程基礎(chǔ)之初始晶粒生成
Matlab編程實(shí)現(xiàn)了熱變形下材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為模擬，本視頻是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶前半部分即初始晶粒生成部分配套視頻（大程序需要另行購買）。已購買大程序的同學(xué)需要此課程進(jìn)一步學(xué)習(xí)的請(qǐng)私信，可以799的價(jià)格購買。價(jià)格折扣請(qǐng)私信。
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結(jié)晶的實(shí)例教程
高分子鏈段間依組成通常被分為兩種類型：非結(jié)晶性(無定形)被定義為高分子鏈鏈凌亂排列糾纏，而結(jié)晶性分子鏈則依照固定樣式排列整齊。實(shí)際上并不存在百分百結(jié)晶的高分子，因此所有結(jié)晶性高分子在某種程度上應(yīng)稱做半結(jié)晶性高分子。
半結(jié)晶性高分子熔膠被冷卻至結(jié)晶區(qū)間的溫度時(shí)，結(jié)晶行為會(huì)從成核點(diǎn)開始。而后結(jié)晶會(huì)由核心成長至其外圍漸漸形成球晶。當(dāng)所有的球晶成長至緊密貼合彼此時(shí)，結(jié)晶過程就視為完成 (過程示意如下)。
結(jié)晶化過程：成核及結(jié)晶成長
一般來說，當(dāng)溫度降到結(jié)晶溫度區(qū)間，高分子并不會(huì)馬上開始結(jié)晶化，為了幫助結(jié)晶的成型，需要時(shí)間來讓分子煉重整排列，此稱作誘發(fā)時(shí)間 (induction time)。因此結(jié)晶行為在初期進(jìn)行得非常緩慢，但在之后則急速加速結(jié)晶化。通常以結(jié)晶度達(dá)到最大值一半的時(shí)間來定義材料的結(jié)晶性。在結(jié)晶的最終階段，由于結(jié)晶的成長使得非結(jié)晶區(qū)域越來越小導(dǎo)致結(jié)晶速度會(huì)開始放緩。典型高分子的結(jié)晶過程請(qǐng)參考下圖。
結(jié)晶過程 vs.時(shí)間
結(jié)晶行為一般可以用Avrami模型來描述：
其中 θ(t) 是當(dāng)時(shí)間t的相對(duì)結(jié)晶度； X(t) 則是當(dāng)時(shí)間t的絕對(duì)結(jié)晶度；X∞ 是極限結(jié)晶度；n為 Avrami指數(shù)；k為 Avrami 結(jié)晶率常數(shù)。
誘發(fā)時(shí)間ti 則利用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?(Godovsky 與Slonimsky, 1974)來描述：
ti=tm(Tm─T)-a
其中 tm 為材料常數(shù)；T為結(jié)晶時(shí)間； ti 為溫度 T下的誘發(fā)時(shí)間；Tm 則是料溫。
展開 工業(yè)結(jié)晶方法
溶液結(jié)晶是指晶體從溶液中析出的過程。對(duì)于工業(yè)結(jié)晶按照結(jié)晶過程中過飽和度形成的方式，可將溶液結(jié)晶分為兩大類：移除部分溶劑的結(jié)晶和不移除溶劑的結(jié)晶。
（1）不移除溶劑的結(jié)晶
不移除溶劑的結(jié)晶稱冷卻結(jié)晶法，它基本上不去除溶劑，溶液的過飽和度是借助冷卻獲得，故適用于溶解度隨溫度降低而顯著下降的物系。
（2）移除部分溶劑的結(jié)晶法
安裝具體操作的情況，此法又可分為蒸發(fā)結(jié)晶法和真空冷卻結(jié)晶法。蒸發(fā)結(jié)晶是使溶液在常壓（沸點(diǎn)溫度下）或減壓（低于正常沸點(diǎn)）下蒸發(fā)，部分溶劑汽化，從而獲得過飽和溶液。此法適用于溶解度隨溫度變化不大的物系，例如NaCl及無水硫酸鈉等；
真空冷卻結(jié)晶是使溶液在較高真空度下絕熱閃蒸的方法。在這種方法中，溶液經(jīng)歷的是絕熱等焓過程，在部分溶劑被蒸發(fā)的同時(shí)，溶液亦被冷卻。因此，此法實(shí)質(zhì)上兼有蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶共有的特點(diǎn)，適用于具有中等溶解度物系的結(jié)晶。
此外，也可按照操作連續(xù)與否，將結(jié)晶操作分為間歇式和連續(xù)式，或按有無攪拌分為攪拌式和無攪拌式等。
工業(yè)結(jié)晶器
一、冷卻結(jié)晶器
間接換熱釜式冷卻結(jié)晶器是目前應(yīng)用最廣泛的一類冷卻結(jié)晶器。冷卻結(jié)晶器根據(jù)其冷卻形式又分為內(nèi)循環(huán)冷卻式和外內(nèi)循環(huán)冷卻式結(jié)晶器。空氣冷卻式結(jié)晶器是一種最簡(jiǎn)單的敞開型結(jié)晶器，靠頂部較大的敞開液面以及器壁與空氣間的換熱，以降低自身溫度從而達(dá)到冷卻析出結(jié)晶的目的，并不加晶種，也不攪拌，不用任何方法控制冷卻速率及晶核的形成和晶體的生長。冷卻結(jié)晶過程所需冷量由夾套或外部換熱器提供。
1、內(nèi)循環(huán)冷卻式結(jié)晶器
內(nèi)循環(huán)式冷卻結(jié)晶器其冷卻劑與溶劑通過結(jié)晶器的夾套進(jìn)行熱交換。這種設(shè)備由于換熱器的換熱面積受結(jié)晶器的限制，其換熱器量不大。
展開 聚合物按其超分子結(jié)構(gòu)可分為結(jié)晶型和非結(jié)晶型，結(jié)晶型聚合物的分子鏈呈有規(guī)則的排列，而非結(jié)晶態(tài)聚合物的分子鏈呈不規(guī)則的無定型的排列。不同形態(tài)表現(xiàn)出不同的工藝性質(zhì)。
一般結(jié)晶型聚合物具有耐熱性和較高的機(jī)械強(qiáng)度，而非結(jié)晶型則相反。分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)稱性高的聚合物都能生成結(jié)晶，如PE等，分子鏈節(jié)雖然大，但分子間的作用力很強(qiáng)也能生成結(jié)晶，如POM，PA等。分子鏈剛性大的聚合物不易生成結(jié)晶，如PC，PSU，PPO等。
評(píng)定聚合物結(jié)晶形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)是晶體形狀，大小及結(jié)晶度。
聚合物結(jié)晶度對(duì)制品性能的影響
密度結(jié)晶度高說明多數(shù)分子鏈已排列成有序而緊密的結(jié)構(gòu)，分子間作用力強(qiáng)，所以密度隨結(jié)晶度提高而加大，如70% 結(jié)晶度的PP，其密度為0.896 kg/m3，當(dāng)結(jié)晶度增至95% 時(shí)則密度增至0.903 kg/m3。
拉伸強(qiáng)度 結(jié)晶度高，拉伸強(qiáng)度高。如結(jié)晶度70% 的聚丙烯其拉伸強(qiáng)度為27.5MPa，當(dāng)結(jié)晶度增至95% 時(shí)，則拉伸強(qiáng)度可提高到42 MPa。
沖擊強(qiáng)度 沖擊強(qiáng)度隨結(jié)晶度提高而減小，如70% 結(jié)晶度的聚丙烯，其缺口沖擊強(qiáng)度15.2 kgf.cm/cm，當(dāng)結(jié)晶度95%時(shí)，沖擊強(qiáng)度減小到4.86 kgf.cm/cm。
熱性能 結(jié)晶度增加有助于提高軟化溫度和熱變形溫度。如結(jié)晶度為70%的聚丙烯，載荷下的熱變形溫度為125℃，而結(jié)晶度95% 時(shí)則為151℃。剛度是注塑制品脫模條件之一，較高的結(jié)晶度會(huì)減少制品在模內(nèi)的冷卻周期。
展開 1、結(jié)晶過程伴隨著潛熱的釋放從冷卻曲線上可以見到一個(gè)結(jié)晶溫度平臺(tái)，這說明在該時(shí)間段內(nèi)，金屬內(nèi)部有熱量釋放彌補(bǔ)了熱量的散失，我們把這個(gè)熱量稱為結(jié)晶潛熱。冷卻曲線上結(jié)晶平臺(tái)的溫度稱為實(shí)際結(jié)晶溫度T0。
2、結(jié)晶時(shí)液體必須具有一定的過冷度
在結(jié)晶發(fā)生時(shí)，實(shí)際結(jié)晶溫度并不是金屬的熔點(diǎn)。如果我們把金屬的熔點(diǎn)稱為理論結(jié)晶溫度的話，那么實(shí)際結(jié)晶溫度要低于理論結(jié)晶溫度。這兩者之差稱之為過冷度ΔT，ΔT 隨著冷卻條件和液體雜質(zhì)的含量不同，可以在很大的范圍內(nèi)變化。但是對(duì)于一定的金屬液體來說，ΔT 存在著一個(gè)最小值稱為亞穩(wěn)極限ΔT*。如果過冷度小于這個(gè)值，結(jié)晶幾乎不能進(jìn)行或以難于察覺的速度進(jìn)行，液體可以長期保持在亞穩(wěn)狀態(tài)；大于這個(gè)值，液體才能以可觀的速度進(jìn)行著結(jié)晶。這個(gè)極限值與液體的純潔程度有著很大的關(guān)系，最高可達(dá)熔點(diǎn)的0.2左右，即ΔT*=0.2Tm。
金屬結(jié)晶時(shí)，是一個(gè)系統(tǒng)能量降低的過程。在理論結(jié)晶溫度時(shí)，液態(tài)金屬的自由能與固態(tài)金屬的自由能相等，所以結(jié)晶不能進(jìn)行。只有當(dāng)溫度低于熔點(diǎn)時(shí)，固態(tài)自由能低于液態(tài)的自由能，結(jié)晶才能進(jìn)行。液態(tài)金屬與固態(tài)金屬的自由能之差，就是促使這個(gè)轉(zhuǎn)變進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)力。
兩相的自由能差ΔGV與過冷度ΔT成正比，過冷度越大，結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力ΔGV越大。由此可見，要獲得結(jié)晶過程所必需的驅(qū)動(dòng)力，一定要使實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度，才能滿足結(jié)晶的熱力學(xué)條件。同時(shí)，過冷度越大，結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力越大，結(jié)晶速度越快。
展開 晶體在溶液中形成的過程稱為結(jié)晶，結(jié)晶的方法一般有蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶、誘導(dǎo)結(jié)晶、溶出析晶等多種形式。
在工業(yè)大生產(chǎn)中，通常的操作方法是先把物料在蒸發(fā)器中蒸發(fā)得到濃縮液，然后再降溫或誘導(dǎo)使其結(jié)晶。
在化工領(lǐng)域中，常用結(jié)晶器來對(duì)產(chǎn)品如硫酸銨、硫酸鈉、氯化銨等鹽類或醫(yī)藥中間體進(jìn)行結(jié)晶提純，由于設(shè)備自身的局限性，往往會(huì)造成結(jié)晶效果不理想和結(jié)晶操作過程不順利，如晶體顆粒不均一或晶體掛壁甚至結(jié)壁的現(xiàn)象。
當(dāng)出現(xiàn)晶體顆粒不均一現(xiàn)象時(shí)就需要進(jìn)行重結(jié)晶，當(dāng)出現(xiàn)晶體掛壁甚至結(jié)壁的現(xiàn)象時(shí)就必須進(jìn)行人工清除掛壁的晶體，這不僅增加了操作風(fēng)險(xiǎn)，增大了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)設(shè)備內(nèi)壁也是一種損害或潛在傷害。
本著解決以上問題的目的，我們?cè)O(shè)計(jì)制作了適合硫酸銨、硫酸鈉、氯化銨等鹽類或醫(yī)藥中間體一種改良型結(jié)晶器，本裝置不僅提高了結(jié)晶效果而且消除了晶體掛壁和結(jié)壁現(xiàn)象，這對(duì)提高了生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、降低操作風(fēng)險(xiǎn)非常有利。
本創(chuàng)新方案所述的改良型結(jié)晶器，它由降溫室、結(jié)晶室、星型攪拌器、耙式攪拌器、閘板閥A、閘板閥B等組成；它突出的創(chuàng)新點(diǎn)在于，降溫室與結(jié)晶室為上下一體型結(jié)構(gòu)，降溫室設(shè)置于結(jié)晶室的正上方，二者通過閘板閥A分隔相連，降溫室安裝著星形攪拌器，結(jié)晶室安裝著耙式攪拌器，結(jié)晶室出料口設(shè)置有閘板閥B；上下一體型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)既節(jié)省了空間同時(shí)又便于降溫室和結(jié)晶室的交替、連續(xù)操作。
圖-1是本設(shè)計(jì)的改良型結(jié)晶器的平面結(jié)構(gòu)示意圖
圖-1
圖例說明：降溫室01、結(jié)晶室02、飽和液進(jìn)口03、真空控制閥04星型攪拌器05、閘板閥A06、耙式攪拌器07、閘板閥B08、冷卻水進(jìn)09、冷卻水出10。
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結(jié)晶的最新內(nèi)容
這里展示使用matlab實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的CPFFT方案，matlab的顯著優(yōu)勢(shì)可以很容易和相場(chǎng)和再結(jié)晶去結(jié)合，因此后續(xù)非常容易擴(kuò)展。
使用FFT作為邊值問題的求解器，使用固定點(diǎn)迭代完成內(nèi)部的晶體塑性迭代。使用經(jīng)典的位錯(cuò)密度模型計(jì)算硬化和熱激活流動(dòng)方程計(jì)算滑移系的剪切變形。
第二，溫度對(duì)織構(gòu)演化的影響并不顯著，因此在未發(fā)生明顯動(dòng)態(tài)回復(fù)或再結(jié)晶之前，室溫織構(gòu)演化規(guī)律可近似用于高溫模擬。第三，熱軟化函數(shù)中指數(shù)參數(shù)取 4 時(shí)，能夠較好描述 AA5754 的溫度軟化行為。第四，溫度相關(guān)彈性常數(shù)雖然在大塑性應(yīng)變階段影響有限，但會(huì)明顯影響彈性加載、初始屈服和回彈相關(guān)問題。
這種多態(tài)結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)能夠在外部應(yīng)力傳遞時(shí)提供能量耗散，避免應(yīng)力集中，從而為樣品B提供了更好的斷裂韌性。
▲ 圖7：樣品A與B的片晶厚度分布
3.2 制備型升溫淋洗分級(jí)（P-TREF）：基于結(jié)晶能力的物理分離
為進(jìn)一步分析復(fù)雜聚合物體系中的共結(jié)晶干擾，中心采用了制備型升溫淋洗分級(jí)（P-TREF）系統(tǒng)。該過程將樣品A分離為22個(gè)級(jí)分，樣品B分離為20個(gè)級(jí)分。
工程公司與設(shè)計(jì)院：重點(diǎn)逛膜與蒸發(fā)結(jié)晶展區(qū)，同時(shí)關(guān)注“產(chǎn)學(xué)研對(duì)接”分會(huì)場(chǎng)——那里藏著你下一個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)合作伙伴。
設(shè)備制造商：除了展示產(chǎn)品，更應(yīng)報(bào)名參與“標(biāo)準(zhǔn)化工作”板塊。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的話語權(quán)，比幾個(gè)訂單更具長期價(jià)值。
科研人員：盯緊“工業(yè)廢鹽資源化”“新污染物檢測(cè)”等前沿分論壇，你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的課題與產(chǎn)業(yè)需求之間的真正差距。
對(duì)于以天然橡膠為代表的具有應(yīng)變結(jié)晶（SIC，strain-induced cystallization）效應(yīng)的高分子材料，我們提供”非全松弛疲勞裂紋擴(kuò)展測(cè)試“，測(cè)試結(jié)果可以幫助工程師理解和表征材料的應(yīng)變結(jié)晶效應(yīng)對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展的阻礙作用，對(duì)于比較和優(yōu)化材料的配方具有重要意義。
橡膠疲勞仿真中的三大挑戰(zhàn)與解決思路1個(gè)月前
然而，橡膠材料的響應(yīng)則更為復(fù)雜：對(duì)于能夠發(fā)生應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶的橡膠，適當(dāng)?shù)钠骄鞈?yīng)變反而可能顯著延長其疲勞壽命，提升幅度可達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí)；而對(duì)于非結(jié)晶橡膠，平均應(yīng)變的影響則與金屬類似，表現(xiàn)為導(dǎo)致產(chǎn)品壽命的降低。
分析方法建議：
需要采用臨界平面分析方法，結(jié)合材料的應(yīng)變結(jié)晶特性評(píng)估，對(duì)各個(gè)潛在裂紋面的壽命進(jìn)行獨(dú)立計(jì)算。
03
完善的模型庫
內(nèi)置經(jīng)過工業(yè)驗(yàn)證的成熟材料模型，如Thomas疲勞裂紋擴(kuò)展模型、Lake-Lindley疲勞極限模型等，可精確描述包括應(yīng)變結(jié)晶效應(yīng)在內(nèi)的多種橡膠材料行為。
04
顯著降低測(cè)試成本
通過仿真分析篩選出不合格的設(shè)計(jì)方案，從而將實(shí)物測(cè)試資源集中于最具潛力的設(shè)計(jì)方案上。
</p><p>錳（Mn）：細(xì)化晶粒，提高再結(jié)晶溫度（3系），兼顧強(qiáng)度與耐蝕性。</p><p><strong>說明: </strong></p><p>★ 元素交互作用：6系中的Mg?Si相是時(shí)效強(qiáng)化的核心，比例需嚴(yán)格控制（Mg:Si≈1.73:1），否則影響析出效果。 </p><p>★ 2系中Fe>0.5% → 韌性斷崖下跌。
基于橢圓偏振法的光學(xué)薄膜測(cè)量1個(gè)月前
因此，橢圓偏振法現(xiàn)在被用來準(zhǔn)確地表征不同樣品的成分、粗糙度、厚度、結(jié)晶特性、導(dǎo)電性和其他材料特性。
橢圓偏振分析器1個(gè)月前
因此，它可用于表征成分、粗糙度、厚度、結(jié)晶性能、導(dǎo)電性和其他材料特性。它對(duì)入射輻射與所研究材料相互作用的光學(xué)響應(yīng)變化非常敏感。此用例演示了橢圓偏振儀的基本原理，并說明了 VirtualLab Fusion中內(nèi)置橢圓偏振分析器的使用。
