ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Энергетические условия и механизм процесса кристаллизации из "Материаловедение " Изменение свободной энергии металла в жидком и твердом состоянии в зависимости от температуры показано на рис. 8. [c.15] состоящая из большого числа атомов, стремится к такому состоянию, которому в данных условиях соответствует минимальное значение величины свободной энергии. Если вещество может существовать в жидком и твердом кристаллическом видах, то устойчивой в данных условиях будет та фаза, которая обладает меньшей величиной свободной энергии. [c.15] При те.мпературях выше равновесной температуры плавления Т меньшей свободной энергией обладаег жидкая фаза, а ниже этой температуры - твердая фаза. При температуре Т обе фазы могут существовать одновременно. Процесс кристаллизации при этой температуре еще не начинается. Он может протекать только при переохлаждении металла ниже равновесной температуры когда возникает разность свободных энергий ДО (при температуре кристаллизации Т ). [c.15] Чем больше степень переохлаждения АТ, тем больше разность свободных энергий ДО и больше скорость кристаллизации. При тсмисрагурах, близких к температуре плавления, в жидком металле возможно образование небольших группировок, в которых атомы упакованы так же, как в твердом метал.зе Такие группировки называются фазовыми флуктуациями. [c.15] Фазовые флуктуации, имеющие размер выше критического, списоб-иые расти путем присоединения к себе атомов из жидкого расплава, называются зародышами ичи центрами кристагпаации. [c.15] Чем ниже температура кристаллизации, тем меньше критический размер зародыша, тем больше число центров кристаллизации (ч.ц.) образуется в единицу времени, тем больше скорость кристаллизации (с.к.). [c.16] Процесс кристаллизации начинается с образования кристаллических зародышей и продолжается в процессе роста их числа и размеров. [c.16] Пока образовавшиеся кристаллы растут свободно, они имеют более или менее правильную геометрическую форму. Однако при столкновении их правильная форма нарушается, так как в этих участках рост граней прекращается. Рост продолжается только в тех направлениях, где есть свободный доступ питающей жидкости. В результате образуется структура с кристаллами неправильной формы - зернами или кристаллитами. [c.16] При прочих равных условиях скорость процест а кристаллизации и строение металла зависят от числа центров кристаллизации, возникающих в единицу времени и в единице объема (мм с ),и скорости их линейного роста (мм/с). Схема кристаллизации приведена на рис. 9. [c.16] Г Тамман установил зависимость числа центров кристагшизации и скорости роста кристаллов от степени переохлаждения (рис. 10). [c.16] Такие скорости охлаждения достигаются при разбрызгивании мелких капель жидкого металла на хорошо отполированную поверхность быстро вращающегося холодного медного диска. Толщина пленки аморфного металла достигает нескольких микрометров (до 60 мкм) и ширины 200 мм, или проволоки диаметром 0,5...20 мкм. Другой вариант - прокатка тонкой струи расплава между двумя массивными медными валками, расплющивающими капли жидкого металла. При нагреве аморфный металл может реализовать свое стремление к сристаллизации и при достаточной подвижности атомов образуется кристаллическое строение. [c.17] Перспективы практического использования аморфного состояния металлов выглядят очень внушительно еще и потому, что уже создана аморфи-зация тонких поверхностных слоев массивных изделий При воздействии на поверхность изделия мощного лазерного или электронного луча удается в короткое время расплавить очень тонкий наружный слой, который после прекращения воздействия остывает с огромной скоростью за счет отвода тепла в толщу холодного металла. Таким образом, обычный кристаллический металл, вероятно, можно будет надежно защитить от износа и коррозии. [c.18] Вернуться к основной статье