ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Зарождение центров кристаллизации из "Модифицированный стальной слиток " Переход одной фазы в другую обусловлен наличием зародышей в метастабильной фазе. Работа образования зародышей кристаллизации определяется изменением свободной энергии системы при переходе жидкой фазы в твердую. Если рост зародыша связан с уменьшением свободной энергии системы, то кристалл будет увеличиваться за счет жидкости. Наоборот, если рост зародыша соответствует увеличению свободной энергии системы, то он будет плавиться. Свободная энергия системы складывается из объемной свободной энергии переохлажденной жидкости, объемной свободной энергии кристалла и свободной энергии поверхности раздела. Для системы с огромным числом атомов в объеме поверхностные эффекты играют весьма малую роль по сравнению с объемными. В зародыше же количество атомов мало и эффекты, связанные с образованием поверхности раздела, приобретают существенное значение, в связи с чем работа образования зародыша сильно зависит от поверхностного натяжения на границе жидкость—кристалл. Если привести в соприкосновение твердую и жидкую фазы при температуре кристаллизации, то обе фазы будут находиться в динамическом равновесии. [c.56] По формуле (4) определено Ош-т для Bi, Sn, Pb [19, с. 293—322]. Авторы работы [66] по несколько видоизмененной формуле вычислили аж т для ряда металлов, включая Fa. Используя эти данные, авторы работы [67] определили размер критического зародыша железа при переохлаждениях 10 и 100° С. Расчет показал, что в однородном чистом расплаве равновесный зародыш при малом переохлаждении (Ai=10° ) состоит из 17-10 ячеек, а при большем переохлаждении (А/=100°С) — из 17-10 ячеек. Возникновение такого огромного зародыша при переохлаждении 10° С маловероятно, так как работа его образования должна быть очень велика. [c.58] Некоторые авторы предлагают вычислять 0ж-т из экспериментальных данных по измерению Ож-п (на границе жидкость —пар). Единичные экспериментальные данные по влиянию примесей на Ож-т и Ож-п (В. И. Данилов, Д. С. Каменецкая [19, с. 373—386]) говорят в пользу этого предложения. [c.58] Полученное значение сгж-т для воды, без учета знака разности между плотностями жидкой и твердой фаз, составляет 10 %аж-п. [c.58] Возможность определения размера и работы образования критического зародыша в зависимости от степени переохлаждения позволяет прогнозировать возникновение структурных зон слитка. [c.59] Формулу Фольмера для определения скорости зарождения ц. к. преобразовывают и дополняют различными параметрами, характеризующими процесс образования зародыша. [c.60] Зельдович предложил формулу для скорости образования кристаллических зародышей, учитывающую коэффициент диффузии и флуктуации. Автор отмечает, что вблизи точки кристаллизации гетерофазные флуктуации весьма велики. [c.60] Формула (10) позволяет проанализировать зависимость размера критического зародыша от величины переохлаждения и концентрации жидкости и кристалла. Характер этой зависимости иллюстрируется рис. 8. [c.60] Вернуться к основной статье