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在低于液相线的温度下，几乎任何材料都不能忽略结晶，因此，结晶动力学将确定必要的热动力以避免结晶并获得玻璃态。生产微晶玻璃的主要挑战之一是找到所需微晶分布的最佳热历史。从过冷液体到晶体的相变有两个现象学步骤：形核步骤和生长步骤。Wilson-Frenkel的理论很好地描述了生长步骤，但形核的基础物理学仍然难以捉摸。尽管进行了数十年的研究，但对液体动力学与晶体形核之间的关系仍没有明确的了解。
形核研究对于玻璃陶瓷尤为重要。微晶玻璃是一种复合材料，包含至少一种嵌入玻璃相中的结晶相，受益于玻璃相和结晶相的特性。微晶玻璃无处不在的原因之一是它们相对容易生产。微晶玻璃可以通过标准的玻璃成型程序，使用额外的热处理来成型，但是对微晶玻璃的形核步骤仍然知之甚少，经典形核理论(CNT)根据参数的确定方式给出了不同的结果，无法始终如一地获得对形核曲线的准确预测，意味着必须通过实验来选择合适的形核温度，这可能是充分设计微晶玻璃最具挑战性和最耗时的方面之一。使用可行的计算方法对设计进行优化对于实现新一代定制材料至关重要。
美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员提出了一种能级模型来解释形核的热力学和动力学。这种能级模型与用作模型的二硅酸钡系统的实验形核数据相当一致。它可以作为深入了解经典形核理论(CNT)的基础物理学和计算形核率的新方法。相关论文以题为“Energylandscapemodelingofcrystalnucleation”发表在ActaMaterialia。
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