ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Энергетические условия кристаллизации из "Металловедение и технология металлов " По мере увеличения температуры твердого тела растет подвижность атомов в узлах решетки, амплитуда колебаний увеличивается и при достижении определенной температуры, называемой температурой плавления, атомы вырываются из узлов и решетка разрушается с образованием жидкой фазы. Температура плавления — важная константа и входит во все справочники температура плавления ртути минус 38,9 свинца 327 цинка 419 алюминия 660 меди 1083 железа 1536° С и т. д. [c.63] Противоположная картина наблюдается при охлаждении жидкости и ее последующем затвердевании. При охлаждении жидкости, наоборот, подвижность атомов падает и вблизи температуры плавления образуются группировки атомов, в которых атомы упакованы, как в кристаллах. Эти группировки являются центрами кристаллизации или зародышами. При достижении температуры плавления — затвердевания, вновь образуется кристаллическая решетка и металл переходит в твердое состояние. [c.63] Переход металлов из жидкого в твердое состояние при определенной те.мпературе называется кристаллизацией. Рассмотрим знергетические условия процесса кристаллизации. [c.63] Энергетическое состояние любой системы характеризуется определенным запасом внутренней энергии, которая складывается из энергии движения молекул, атомов, электронов, внутриядерной энергии, энергии упругих искажений кристаллической решетки и других видов энергии. [c.63] Свободной энергией является такая составляющая внутренней энергии, которая в изотермических условиях может быть превращена в работу. Свободная энергия изменяет свою величину при изменении температуры, плавлении, полиморфных превращениях и т. д. = и—Т8, где Р — свободная энергия, О — полная внутренняя энергия системы, Т — температура, 5 — энтропия. [c.63] Изменение свободной энергии жидкого и твердого состояния при изменении температуры приведено на рис. 29. С повышением температуры величина свободной энергии обоих состояний уменьшается, но закон изменения свободной энергии различен для жидкого и твердого состояний вещества. [c.64] Термические кривые, характеризующие процесс охлаждения с различными скоростями, приведены на рис. 30. При медленном охлаждении, соответствующем кривой степень переохлаждения невелика и кристаллизация протекает при температуре, близкой к равновесной. Горизонтальная площадка на термической кривой объясняется выделением скрытой теплоты кристаллизации, которая компенсирует отвод тепла. С ростом скорости охлаждения (кривые Оз) степень переохлаждения растет и процесс кристаллизации протекает при все более понижающейся температуре. Помимо скорости охлаждения, степень переохлаждения зависит от чистоты металла. Чем чище металл, тем выше степень переохлаждения. [c.65] Вернуться к основной статье