固体相变

过渡元素原子因其电子内壳层未满而具有一定的 原子（ 离子） 磁矩。由于原子（离子）间的 量子相互作用，常使它们的原子（离子）磁矩方向排列一致，使固体呈现 宏观的自发磁化强度，即处于铁磁相。 温度上升时，原子（离子）磁矩的方向受到 热扰动，自发磁化强度减小。温度上升至某定值时，热扰动可使原子（离子）磁矩的方向变得杂乱无章，固体的宏观自发磁化强度变为零，这一磁性状态称为顺磁相。相变是可逆的，原来处于顺磁相的 铁磁体，温度下降至某一定值时转变成铁磁相。 相变温度常称为 居里温度。顺磁–铁磁相变前后晶格结构基本上不发生变化。

处于正常相的 超导体与一般的 金属相同，体内的 自由电子在外电场驱动下运动时，常与晶格热振动 相互作用形成 阻力，因而存在有 电阻。温度降至某一定值后，超导体中 自旋相反和 动量相等的二个 电子可通过 晶格热振动的媒介作用结合成 库珀电子对。它们在外电场作用下运动时不再受到晶格热振动的阻力，使电阻趋近于零，即转变成超导相。超导相变时的 相变温度称为 临界温度。外磁场对超导相变有很大的影响。温度低于临界温度时，物体应处于超导相，但若对它施加外磁场，当外磁场的 磁场强度增大到某一定值 时，可使超导相转变成正常相。常称 为临界 磁场强度。

由 正负离子组成的固体，通常情况下周围的负（正）离子的分布都是 对称的，总的 电偶极矩为零，不存在宏观的 自发极化强度，相应于顺电相。温度降低至某一定值时，固体中正（或负）离子会发生稍微的 位移，使它们周围异性离子的 分布不再 对称，产生 电偶极矩，在宏观上出现自发极化强度，相应于铁电相。原子间化学价键中的电子 位置的偏移也可引起电偶极矩。较高温度下 电子位置偏移的方向杂乱无章，由此引起的电偶极矩的方向也杂乱无章，结果它们相互抵消，不形成宏观的自发极化强度。温度下降至某一定值时电子位置偏移变得有一定次序，形成 宏观的自发极化强度，使固体由顺电相转变成铁电相。对于前者相变的 铁电体常称为位移型铁电体，对于后者相变的铁电体常称为无序–有序型铁电体。在顺电–铁电相变中，某些铁电体的晶格结构发生变化。铁电体的 相变温度又称 居里温度。

此相变中除温度、压强外， 合金的化学组分是一个重要的 参量。不同的 合金相相应于不同的晶格结构。在一定的温度及压强下，合金的化学组分不同，合金可有不同的 晶体结构，亦即有不同的 相。在一定的化学组分下，合金可随着温度或压强的变化，由一个相（相应某一晶格结构）转变成另一个相（相应另一种晶格结构）。

相变前后 物体的许多 物理性质会发生突变，据此常把相变分成好多类，但最常见的是 一级相变与 二级相变（见 相和相变）。一级相变时，物体的广延量（与 粒子数成正比的 物理量，如 内能、 熵、 体积等）在相变前后发生突变。它的最显著特征是相变前后伴有 放热或 吸热（ 潜热）。二级相变时物体的广延量不发生突变，但它们对温度或压强的 导数在相变前后发生突变，如 比热、 热膨胀系数、 压缩系数等会发生突变。二级相变时不伴随有潜热。 固体相变中的顺磁–铁磁相变属二级相变，没有潜热发生。没有外磁场存在时的超导相变亦为二级相变，但外磁场下的超导相变属一级相变。对于顺电–铁电相变，部分属一级 相变，部分属二级相变。常见的位移型铁电体BaTiO 的相变属一级相变，而无序–有序型铁电体KH PO 的相变属二级相变。