ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изучение процесса кристаллизации из "Лабораторный практикум по металловедению Издание 3 " Кристаллизацией называется процесс образования кристаллов как из жидкой фазы (первичная кристаллизация), так и из твердой фазы (вторичная кристаллизация). Первым описал процесс кристаллизации стали из жидкой фазы Д. К. Чернов в своей классической работе Исследования, относящиеся до структуры литых стальных болванок , опубликованной в 1878 г. [c.7] Твердое состояние кристаллических тел, в том числе и металлов, характеризуется геометрически правильным расположением в них атомов, а жидкое беспорядочным (точнее относительно беспорядочным). [c.7] На фиг. 2 приведены кривые, показывающие изменение свободной энергии жидкого и твердого металла в зависимости от температуры. [c.7] Из рассмотрения этих кривых видно, что при переохлаждении /кидкой фазы ниже То (температура кристаллизации — плавления, при которой Ртв = Рж) начнется процесс кристаллизации, так как твердая фаза обладает при этих температурах меньшей свободной энергией. При низких температурах твердое тело является, следовательно, более стабильным. [c.8] Под величиной переохлаждения М° понимается разность меж ду теоретической и фактической температурой кристаллизации. [c.8] например, теоретическая (равновесная) температура затвердевания сурьмы равна 63Г гак как до начала кристаллизации жидкость была переохлаждена до 590°, то величина переохлаждения = 63Р —590 = 41°. [c.8] Графическое выражение этой зависимости, характерное для случая кристаллизации металлов, приведено на фиг. 3. [c.8] Скорость возникновения зародышей определяется числом зародышей (ч. 3.), возникающих в единице объема (1 мм ) в единицу времени (1 сек.). Зародыши (центры кристаллизации) могут возникать непосредственно в жидкой фазе вследствие неоднородностей н распределении энергии между атомами и наличия флюктуаций ллотности (самопроизвольное образование зародышей), а также на юверхностях включений примесей, присутствующих в жидкости в связи с условием ведения плавки или умышленно вводимых (неса-мопроитвольное образование центров кристаллизации). [c.8] Как показали работы В. И. Данилова, присутствие мельчайшие 1 вердых частиц в жнд1 оп фазе оказывает значительное влияние на зарождение центров кристаллизации. [c.9] Скорость роста кристалла (с, к.) — это линейное перемещение растущей грани кристалла в миллиметрах в единицу времени. [c.9] Например, для степени переохлаждения, равной (фиг. 3), кристаллы после затвердевания будут крупные, так как ч. з. мало (отрезок 0161), а с. к. велика (отрезок 6181). [c.9] При переохлаждении, равном 2°, кристаллы будут мельче, так как при той. же почти с. к., что и в первом случае (отрезок 6282 г б вх) ч. 3. значительно больше (отрезок Огвг). [c.9] Таким образом, изменяя степень переохлаждения, можно получить зерна различной величины, а от величины зерен зависят свойства сплавов. [c.9] Теория объемной кристаллизации Таммана, полагающая, что кристаллизация начинается одновременно во всем объеме слитка и что развитие процесса кристаллизации происходит в изотермических условиях в результате переохлаждения металла, справедлива только для очень малых объемов жидкостей, а также и для кристаллизации в твердом состоянии (например, перлитной кристаллизации стали), и ограниченно применима для объяснения процесса кристаллизации реальных слитков большего веса. [c.9] При затвердевании могут получаться кристаллы самой разнообразной формы и размеров. Это зависит от условий охлаждения / слитка, а также от того, с какой температурой металл попадает в изложницу и какова была температура перегрева сплава, и от ряда других факторов. [c.10] В результате образуется древовидный кристалл, представляю щий собой (в случае кристаллизации металла с образованиек5 ку бической решетки) скелет вытянутого квадратного октаэдра. [c.11] На фиг. 5 показан слиток сурьмы, закристаллизовавшийся в виде дендритов. [c.11] В данном случае изучается вызванная испарением растворителя кристаллизация из раствора солей, легко осу-ш,ествляемая при наличии несложной аппаратуры. [c.11] Процесс кристаллизации солей изучается с по.мошью биологического микроскопа (фиг. 6), состоящего из плиты 1, соединенной с колонкой 2 шарниром 8, в результате чего верхнюю часть микроскопа можно наклонять, что весьма удобно при работе сидя тубуса 4, который может передвигаться вверх и вниз вращением винта 5 объектива 6 окуляра 7 предметного столика 8 микрометрического винта 9 и зеркала 10. [c.11] Вернуться к основной статье