青銅合金材料任何相變都必須在某一時(shí)刻，由新相變的出現(xiàn)開始。同樣地，當(dāng)青銅合金材料固相從液態(tài)金屬合金中出現(xiàn)時(shí)，它開始于原子核的出現(xiàn)。這些是在熔化過程中隨機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中聚集在一起的原子團(tuán)，可以稱為胚胎晶體。這些胚胎晶體允許進(jìn)一步放置在其表面的原子上，從而導(dǎo)致固相的生長(zhǎng)。然而，青銅合金材料許多原子核在熔體中再次消失，聚集的原子再次在熔體中隨機(jī)移動(dòng)。只有那些穩(wěn)定且滿足熱力學(xué)要求的原子核，才能在其表面生長(zhǎng)。
青銅合金材料成核有兩種方式，從熔體內(nèi)部隨機(jī)移動(dòng)的原子聚集在一起形成胚胎晶體，即原子核，這被稱為均勻成核。這些是密度更高的小區(qū)域，由有序的原子簇形成。青銅合金材料通過分子動(dòng)力學(xué)模擬對(duì)鋁凝固過程中均勻形核現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。他們認(rèn)為，青銅合金材料監(jiān)測(cè)固液相變的方法有很多，如x射線散射等。然而，這些方法受到一些因素的限制，使純金屬的均相成核研究變得困難。
青銅合金材料在熔體中，作為新生階段的這群原子的沉淀，受到自由能變化的影響?？傋杂赡茏兓▋刹糠?，體積自由能變化和界面自由能變化。因此，為原子核的形成建立了一套熱力學(xué)條件，為了使原子核穩(wěn)定，不過早地干化，這些熱力學(xué)條件必須滿足。青銅合金材料體積自由能變化從熱力學(xué)上講，當(dāng)固體變成液體時(shí)，系統(tǒng)中存在負(fù)的自由能變化。自由能的變化與所轉(zhuǎn)換的新體積(固體)成正比。因此，青銅合金材料對(duì)于液體中形成的球形固體粒子，新創(chuàng)建的球形固體的半徑和δgv-所創(chuàng)建的球形固體單位體積的體積自由能變化。
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