冷凍(dong)干(gan)燥(zao)(zao)工(gong)藝(yi)三個(ge)步驟：預(yu)凍(dong)一次干(gan)燥(zao)(zao)二次干(gan)燥(zao)(zao)其中(zhong)預(yu)凍(dong)階段(duan)除了將液體(ti)凍(dong)結為固體(ti)，還有將溶(rong)質與溶(rong)液通過相(xiang)變進行(xing)分離的作用(yong)，因此一個(ge)好的預(yu)凍(dong)工(gong)藝(yi)不僅(jin)決定(ding)了后續步驟中(zhong)干(gan)燥(zao)(zao)的效(xiao)率，也(ye)會影響產品(pin)(pin)的關鍵質量(liang)屬性（如(ru)：產品(pin)(pin)的水分，復溶(rong)速率等）。
而在預凍(dong)工藝的(de)(de)設計(ji)中(zhong)，退火是優(you)化凍(dong)干工藝非常重要(yao)的(de)(de)一(yi)個手段。本文預凍過程介紹在退火程序開始前，溶液已經經歷了一次預凍過程被凍結成固體，此時固體的組成對研究退火工藝至關重要。可以通過二元相圖進行簡要的描述預凍過程。
二(er)元(yuan)相圖說明如(ru)下：階段一：（A→B→C→D）溶(rong)液從室溫A開始降溫(wen)，到達冰(bing)點B，由(you)于無晶核存在，不發生結晶，從(cong)而形成過冷溶液，當到達(da)C點(dian)時，形成晶核(he)，發生結晶，整個溶液溫(wen)度會回到冰點(dian)D點讓水(shui)繼續結晶。
階段二：（D→Te）隨著水結晶增多，未凍結相溶質濃度增大(da)，當到(dao)達共晶點(dian)Te時，理論(lun)上會形成(cheng)共(gong)晶體(ti)，但是實際上會有部(bu)分溶液無法(fa)形成(cheng)共(gong)晶（根據溶質(zhi)(zhi)性質(zhi)(zhi)，形成(cheng)共(gong)晶的比(bi)例會不同）。
階段(duan)三：（Te→E→Tg’）非晶態溶液繼續降溫形成過飽(bao)和(he)溶液，Z終在Tg’點(dian)完全固(gu)化，形成(cheng)玻璃體(ti)，同時玻璃(li)體(ti)中也會包(bao)含(han)部(bu)分未(wei)來得及(ji)結(jie)晶的水分子即結(jie)合水。
階(jie)段四：（Tg’→F）進一(yi)步降溫，這時(shi)結晶(jing)相和非晶(jing)相比例不(bu)會改變，此(ci)時(shi)形成(cheng)了一(yi)個(ge)即有水的(de)冰晶(jing)，共晶(jing)體(ti)，玻(bo)璃體(ti)的(de)混合物。
以上的四個階段都是(shi)理(li)(li)想的狀況，而實際的預凍(dong)過程(cheng)(cheng)會(hui)(hui)更加復雜(za)，預凍(dong)速(su)率的加快(kuai)會(hui)(hui)加重這種復雜(za)程(cheng)(cheng)度，首先有(you)部分水(shui)分子沒有(you)來得及(ji)按照理(li)(li)想狀況形成晶格，而被包裹進非晶相(xiang)溶(rong)液中(zhong)；其次結(jie)晶快(kuai)速(su)生(sheng)長會(hui)(hui)將非均相(xiang)溶(rong)液分散隔絕(jue)開，不同區域內溶(rong)質濃度、性質區別(bie)也很大(da)，如表面富集現(xian)象。退火的原理(li)(li)退火程(cheng)(cheng)序是(shi)將已凍(dong)結(jie)樣品由溫度F點升高到(dao)一(yi)定(ding)溫(wen)度維持，再(zai)降低到(dao)F點凍結的過程。
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