④ 实际液态金属的结构 以上描述的是理想纯金属的液态结构，其中只存在游动原子
团和原子集团间的空穴，液态中的原子存在着很大 “能量起伏”，游动的原子集团时聚时
，此起彼伏而存在 “结构起伏”。实际液体金属的结构要比纯金属复杂得多。
实际上，纯金属是不存在的。实际金属中，即使非常纯的实际金属中总存在着大量杂质
子。例如，纯度为９９９９９９９９％的纯铁，即杂质量为１０－８，每摩尔体积 （７１ｃｍ３）中总
原子数为６０２３×１０２３，则每１ｃｍ３ 铁液中所含杂质原子数约相当于１０１５个数量级。
程传热特征的各物理量之间的方程式，即铸件和铸型的温度场数学模型并加以求解。目前数
值模拟方法日臻完善，应用范围也在进一步拓宽。在实现温度场模拟的同时，还能对工艺参
数进行优化、宏观及微观组织的模拟等。但从三者的联系上看，数学解析法得到的基本公式
是进行数值模拟的基础，而实验测定温度场对具体的实际凝固问题有不可替代的作用，也是
验证理论计算的必要途径。
一、数学解析法
应该指出，铸件在铸型中的凝固和冷却过程是非常复杂的。这是因为，它首先是一个不
稳定的传热过程，铸件上各点的温度随时间而下降，而铸型温度则随时间上升；其次，铸件
的形状各种各样，其中大多数为三维的传热问题；
表明液体的原子间距接近固体，在熔点附近其系统的混乱度只是稍大于
固体而远小于气体的混乱度。表１２为一些金属的熔化潜热和汽化潜热。如果说汽化潜热
（固→气）是使原子间的结合键全部破坏所需的能量，则熔化潜热只有汽化潜热的３％～７％，
即固→液时，原子的结合键只破坏了百分之几。因此，可以认为液态和固态的结构是相似
的，金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏，液体金属内原子仍然具有一定的规律性，
特别是在金属过热度不太高 （一般高于熔点１００～３００℃）的条件下更是如此。需要指出的
是，在接近汽化点时，液体与气体的结构往往难以分辨，说明此时液体的结构更接近于
气体。
