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| 固态相变 |
研究各种固体组织结构的形成及其稳定性的一门学科。当一组原子或分子的集聚体具有均一的原子或电子组态时，这一集聚体称为相(phase)；它具有一系列热力学性质特征，如体积、压力、温度及能量。两相之间具有明显的界限、相界两侧的微观结构、成分（或两者兼而有之）发生不连续变化。
简介
当一种固相由于热力学条件（如温度、压力、作用于该固体的电场、磁场等）变化成为不稳定的时候，如果没有对相变的障碍，将会通过相结构（原子或电子组态）的变化，转变成更为稳定或平衡的状态，此即发生“固态相变”。在金属学中，相变常指一种组织在温度或压力变化时，转变为另一种或多种组织的过程，如多晶型转变、珠光体相变等。人类对材料的使用决定于能够得到和利用某些特定结构的微观组织和分布，借以获得在使用条件下（如应力分布、磁场等）所需要的此种材料的加工或使用性能。这种组织结构包括电子组态、原子键合性质、原子或分子组态、构成的晶体结构及其中的晶体缺陷、晶体的形状和分布（晶粒和金相组织），也包括它们当中的组织缺陷。因此研究固态相变对控制金属、合金以及某些非金属材料性能有极为重要的理论和实践意义。相变晶体学──相结构及结构关系 相变晶体学研究相变前后相的结构，这些结构的相互关系，相界面两侧晶体原子排列的匹配的程度，生成相在原来的母相中析出的晶体平面(即惯析面habit plane)，以及母相与新相之间的晶体学取向关系(orientation relationship)。如果相变时具有热效应，吸热相将具有较高的内能，键合有所减弱，从而影响一个原子的最近邻和次近邻原子的组态。伯格(M。 J。Buerger)根据结构变化涉及的是最近邻、次近邻或更远的原子，以及重组时是否需要原子重新组合，将相变进行分类，并指出需要原子位置的重组和键的破坏的相变，如低碳钢从奥氏体中形成铁素体，将需要较高的激活能，相变的速度较小；而当相变时只发生相对位移、转动或键的畸变时，如奥氏体淬火时转变为马氏体，相变将具有较高速度。
评价
相变的金相学 宏观材料相变产物的性质，特别是对组织敏感的性质如强度、断裂韧度、延性、超塑性等，除了决定于晶体本身结构及所包含的晶体缺陷（继承母相的或相变时产生的）以及它们所具有的性质外，还决定于相变后组成相的晶粒之间的相互关系，它们的形状大小及其在母相中的分布等因素，如钢中珠光体的粗细（即珠光体中渗碳体和铁素体的厚度）将影响钢的性能。相变的这个研究领域，称为相变的金相学。相变后产物的金相组织，即新相的分布与母相的残留量及分布，由母相及新相的晶体结构，相变的动力学（特别是相变的温度、新相形成的速度），以及合金的成分等因素所控制。研究相变的这些方面及其相互关系是控制合金材料组织和性质的重要手段。金相组织及其性质还受母相的成分不均匀性，溶解或偏聚的杂质，析出的夹杂物及其分布，存在的晶体缺陷（如晶粒间界、位错、层错）以及加热、冷却和形变产生的缺陷等的影响相变热力学 相变的发生是由于某一个固相在给定的热力学条件下成为不稳定的物系，该固相就会具有通过结构或成分的变化使物系的自由能下降的趋势。从原子或分子的组态变化来考虑，相变可以有三个基本方式：①结构变化，如熔化、凝固、多晶型转变、马氏体相变、块型转变(massive transformation);②成分的变化，如具有溶解度间隔(solubility gap)的物系中一个相分为两种与原来结构相同而成分不同的相；③有序程度的变化，如黄铜的有序化。大多数转变则兼具两种或三种过程。这些变化都伴有相应的自由能变化(见合金热力学)。[1]