Зародыш кристаллический

Жидкая фаза обычно полностью смачивает поверхность кристаллической фазы того же вещества. Поэтому для образования жидкого слоя на поверхности плавящегося кристалла нет необходимости затрачивать работу. Плавление кристалла происходит без перегрева, если только поверхность кристалла открыта. Процесс плавления состоит в беспрепятственном образовании слоя жидкой фазы на поверхности плавящегося кристалла. Таким образом, при плавлении кристалла стадия образования зародышей жидкой фазы отсутствует. Наоборот, кристаллизация жидкости сопровождается переохлаждением, причем размер зародыша кристаллической фазы на основании формулы (5.13). [c.391]

Рнс. 4.2. Работа образования зародыша кристаллической фазы [c.95]

Стекла образуются чаще всего из расплава прп охлаждении. Стекловидное затвердевание зависит в первую очередь от скорости охлаждения расплава. Если при охлаждении кривую затвердевания расплава проходят настолько быстро, что зародыши кристаллических фаз не успевают образоваться, тогда расплав переходит в стекловидно-аморфное состояние. Из-за увеличения вязкости подвижность элементов решетки сильно ограничивается, поэтому упорядоченное наслоение даже на [c.199]

В случае образования некогерентных зародышей кристаллическая структура матрицы оказывает второстепенное влияние на структуру зародыша. Вероятно поэтому для различных механизмов образования зародышей имеет место следующая последовательность в соотношении работ и скоростей образования зародышей [c.300]

Явление зародышеобразования может быть определено как образование дисперсных кристаллов, способных расти внутри собственного расплава. Традиционно рассматривают два вида возникновения зародышей кристаллической фазы гомогенное и гетерогенное. [c.94]

Могут ли образоваться зародыши кристаллической фазы при скорости охлаждения выше критической [c.137]

Если материал частицы является высокочистым, т. е. концентрация примеси очень мала, процесс кристаллизации протекает следующим образом. Ири достижении некоторого уровня переохлаждения частицы на ее поверхности в точках, где температура минимальна, появляются зародыши кристаллической фазы. Рост этих зародышей сопровождается выделением тепла за счет освобождения скрытой теплоты плавления. Зародыши появляются непосредственно в самой жидкости гомогенным образом, причем скорость гомогенной нуклеации сильно зависит от переохлаждения среды. Поэтому характер дальнейшего протекания процесса зависит от соотношения скоростей выделения тепла в ходе роста зародышей и его отвода во внешнюю среду через поверхность частицы за счет ее конвективного теплообмена с газом. [c.337]

Наоборот, кристаллизация жидкости сопровождается переохлаждением, причем размер зародыша кристаллической фазы на основании формулы (2.48) [c.94]

Дислокации приводят к увеличению энергии Гельмгольца и Гиббса кристалла и поэтому могут в принципе оказывать влияние на процесс кристаллизации. Так как дислокации образуются в процессе зарождения и роста кристалла (по-видимому, вследствие значительных температурных градиентов, возникающих при этом), то они влияют также и на размеры зародыша кристаллической фазы. [c.94]

Свойства сплавов зависят от образующейся в процессе кристаллизации структуры. Подструктурой понимают наблюдаемое кристаллическое строение сплава. Процесс кристаллизации начинается с образования кристаллических зародышей — центров кристаллизации. Скорость кристаллизации зависит от скорости зарождения центров кристаллизации и скорости роста кристаллов чем больше число образующихся зародышей и скорость их роста, тем быстрее протекает процесс кристаллизации. Структура сплава зависит от формы, ориентировки кристаллических решеток в пространстве и скорости кристаллизации. [c.6]

Размер зародыша при образовании кристаллических [c.32]

Поэтому при больших степенях переохлаждения (низких температурах) вследствие уменьшения скорости диффузии (коэффициента диффузии D) (рис. 22) образование зародышей и их рост затруднены. Вследствие этого, число зародышей и скорость их роста уменьшаются. При очень низких температурах (большой степени переохлаждения) диффузионная подвижность атомов столь мала, что большой выигрыш объемной свободной энергии AF при кристаллизации оказывается недостаточным для образования кристаллических зародышей и их роста (ч. 3. = О, с. р. = 0). В этом случае после затвердения должно быть достигнуто аморфное состояние. Для металлов в обычных условиях реализуются лишь восходящие ветви скорости образования зародышей (ч. з.) и скорости роста (с. р.) (рис. 22 сплошные линии). Металл в этих условиях затвердевает раньше, чем достигаются степени переохлаждения, вызывающие снижение ч. з и с. р. Скорость образования зародышей и линейная скорость роста кристаллов определяют скорость кристаллизации. Средняя скорость изотермической кристаллизации о с увеличением степени переохлаждения, как и ч. 3. и с. р. сначала растет, достигает максимума, а затем падает (рис. 22). [c.35]

Изменение свободной энергии в зависимости от размера зародыша характеризуется кривой с максимумом (рис. 12.2). На первых стадиях рост зародыша приводит к увеличению свободной энергии и его существование будет неустойчивым. При определенном критическом размере зародыша изменение свободной энергии достигает максимума. Дальнейший рост кристаллического зародыша приводит к уменьшению AF и может продолжаться неограниченно. Зародыши критической величины, возникшие как флуктуационные образования, становятся центрами кристаллизации, из которых вырастают кристаллы. [c.436]

Каталитическое влияние готовых поверхностей раздела фаз на возникновение зародышей зависит от действия факторов, усиливающих или ослабляющих этот эффект. На процесс гетерогенной кристаллизации влияет краевой угол между подложкой и находящимся на ней зародышем твердой фазы, так как от значения этого угла зависит соотношение поверхностных энергий между зародышем и сосуществующими фазами. Значение краевого угла определяется такими факторами, как близость структур кристаллических решеток подложки и твердой фазы зародыша, а также химическая природа поверхности подложки. [c.440]

Кинетика выделения фаз при распаде твердых растворов. Распад с выделением фаз происходит по механизму образования и роста зародышей в соответствии с общими закономерностями этого механизма. Помимо затрат выделившейся объемной свободной энергии на приращение поверхностной энергии и компенсацию энергии упругих деформаций, образование зародышей тормозится еще и необходимостью больших флуктуаций концентрации. Поэтому для начала распада требуются большие степени переохлаждения (пересыщения) и длительные выдержки при соответствующих температурах. В то же время при данных температурах должны заметно развиваться процессы диффузии растворенных компонентов. Общая скорость образования новой фазы в зависимости от степени переохлаждения описывается кривой с максимумом. Чем больше степень переохлаждения, тем меньшие размеры имеют устойчивые зародыши, способные к росту. В координатах температура — время процесс описывается С-образной кривой. В реальных металлах возникновение зародышей облегчается наличием дефектов кристаллического строения. [c.497]

Если принять, что для создания в кристаллической решетке устойчивого зародыша несплошности в объеме V. требуется максимальный объем активации то можно записать а [c.194]

В расплаве всегда присутствуют примеси - неметаллические включения, оксиды и Т.Д., которые чаще всего и являются зародышами. Если частицы примеси имеют одинаковую кристаллическую решетку с решеткой затвердевающего металла и параметры сопрягающихся решеток примеси и кристаллизующегося вещества примерно одинаковы (отличие не превышает 9%) то они играют роль готовых центров кристаллизации [18]. Структурное сходство между поверхностями зародыша и частицы посторонней примеси приводит к уменьшению размера критического зародыша, работы его образования, и затвердевание жидкости начинается при меньшем переохлаждении, чем при самопроизвольном зарождении. [c.45]

Дислокации способствуют кристаллизации жидкой фазы. Действительно, вышедшие на поверхность кристаллического зародыша дислокации обусловливают уменьшение энергии поверхностного натяжения и играют роль центров кристаллизации. Наибольшее влияние оказывают винтовые дислокации, на ступенях которых происходит отложение молекул. Так как геометрия при этом не меняется, процесс отложения продолжается сколь угодно долго. [c.392]

Как и при первичной кристаллизации для полиморфных превращений необходимо переохлаждение или перегрев относительно равновесной температуры По своему механизму это кристаллизационный процесс, осуществляемый путем образования зародышей (как правило, на границах зерен) и последующего их роста. В результате образуются новые кристаллические зерна, имеющие другой размер и форму. Скачкообразно изменяются все свойства удельный объем, теплоемкость, теплопроводность, механические и химические свойства. [c.8]

Процесс кристаллизации начинается с образования кристаллических зародышей и продолжается в процессе роста их числа и размеров. [c.16]

Л аксимальное переохлаждение у некоторых металлов может достигать 300 К и более (А7, ах 0,2Гпл). Дислокации приводят к увеличению свободной энергии кристалла и поэтому могут оказывать влияние на процесс кристаллизации. Так как дислокации образуются в процессе зарождения и роста кристалла (очевидно, вследствие значительных температурных градиентов, а также вследствие напряжений, вызванных примесями), то они оказывают влияние также и на размеры зародыша кристаллической фазы. [c.391]

Относительную стабильность металлических стекол оценивают по разности температур кристаллизации стеклования Г при непрерывном нагреве ДТ = Т -ТОднако на практике чаще всего используют температуру кристаллизации так как установить трудно. Теоретически Tg определяют как температуру, ниже которой время релаксации так велико, что равновесное состояние не может быть достигнуто за конечный промежуток времени (рис. 160). Отсюда следует, что при температуре стеклования Tg не могут образовываться зародыши кристаллической фазы критического размера. [c.274]

Относительную стабильность металлических стекол оценивают по разности температур кристаллизации Тк и стеклования Tg при неп рерывном нагреве ДТ=Ту-Тк. Однако на практике чаше всего используют температуру кристаллизации Т , так как Tg установить трудно. Теоретически Tg определяют как температуру, ниже которой вре мя релаксации так велико, что равновесное состояние не может быть достигнуто за конечный промежуток времени (рис. 4.1). Отсюда следует, что при температуре стеклования Tg не могут образовываться зародыши кристаллической фазы критического размера, т.е. структуры фаз при Tтемпературные зависимости показателей основных физических свойств фаз испытывают или скачки или переломь[ (рис. 4.2). С позиций синергетики температура стеклования является критической температурой (точкой бифуркации), отвечающей неравновесному фазовому переходу при достижении которого система сама выбирает термодинамический путь своего дальнейшего развития [3]. [c.125]

Экспериментальные данные, приведенные в п. 8.1, показывают, что картина кристаллизации ультрадисперсных аморфных материалов определяется высокой плотностью зародышей кристаллической фазы. При этом распространение фронта кристаллизации подобно образованию пер-коляционного кластера в задаче о протекании жидкости в случайной среде [103]. Образующийся кластер имеет разветвленную фрактальную структуру, характерную для агрегатов, возникающих в результате процесса, ограниченного теплопроводностью. Это приводит к заключению об иерархическом характере взрывной кристаллизации. [c.207]

Температура кристаллизации Гкрист аморфного сплава не является постоянной величиной и повышается с ростом темпа нагрева, а также зависит от предыстории аморфного сплава. Температура Гкрист до некоторой степени так же характеризует процесс кристаллизации, как температура рекристаллизации характеризует процесс перехода от наклепанного состояния в более устойчивое при рекри-сталлизационных процессах в кристаллических сплавах. Уже при аморфизации часто образуются зародыши кристаллической фазы. Поэтому кристаллизация при больших переохлаждениях относительно температуры плавления начинается сразу во многих местах, и в результате малой скорости кристаллизации образуется метастабильная нано- или микрокристаллическая структура. Таким образом, кристаллизация аморфного сплава может служить способом получения нанокристаллических состояний. [c.135]

При переохлаждении сплава ниже температуры Т ,,, во многих участках жидкого сплава образуются устойчив1,1е, способные к росту, кристаллические зародыши, называемые критическими (рис. 18). [c.30]

Следовательно, уменьшение объемной свободной энергии при переходе атомов из жидкого состо5ПШЯ в твердое кристаллическое недостаточно для образования критического зародгзша. Она лиш1 па две трети компенсирует энергетические затраты, связанные с об разованием поверхности зародыша. [c.32]

Превращения при распаде твердого раствора протекают с образованием фаз, имеющих состав, отличный от исходной матричной фазы. Поэтому для гомогеЕиюго возникновения зародыша новой фазы критического размера необходимо наличие флуктуаций энергии и концентрации. Чем больше степень переохлаждения, тем меньше критический размер зародыша и требуемые для его образования флуктуации энергии и концентрации. Чаще зародыши образуются в дефектных местах кристаллической решетки, на границах зерен, в местах сконления дислокаций, на включениях примесей и т. д. (гетерогенное зарождение). Это объясняется уменьшением работы образования критического зародыша (по сравнению с гомогенным зарождением) и его размеров. [c.103]

При дальнейшем развитии процесса расиада зоны ГП-1 растут, и размещение атомов в них становится упорядоченным (ГП-2), близким к кристаллической решетке избыточной фазы. При повышении температуры (или увеличении длительности выдержки при данной температуре) па базе зои ГП (или самостоятельно после растворения зон) образуются зародыши (3-фазы и происходит их рост, [c.108]

При низких температурах ( 250 °С) скорость окисления железа зависит от индекса кристаллической грани и снижается в ряду (100) > (111) > (110) [50]. Зародыши оксида состоят преимущественно из FegOi, они растут, образуя однородную пленку. Вслед за тем происходит образование и рост зародышей а-Ре Оз поверх слоя Feg04 [51—531. v [c.204]

Кристаллизационные трещины образуются, как правило, в сварном шве н реже в зоне полуоплавленных зерен. На рис. 12.45 представлены характерные места расположения горячих кристаллизационных трещин в сварном соединении. Подсолидусные трещины возникают в интервале температур второго минимума пластичности, расположенного ниже температуры солидуса. Сварной шов вследствие неравновесного процесса кристаллизации пересыщен дефектами кристаллической решетки, в том числе и вакансиями, которые при растяжении активно перемещаются к границам, расположенным перпендикулярно действующим усилиям. Такие скопления вакансий сильно ослабляют границы и создают предпосылки для возникновения зародышей разрушения. Необходимые условия для возникновения разрушения — межзе-ренная деформация или проскальзывание, возникающие как следствие воздействия термодеформационного цикла сварки. О наличии такого вида деформации свидетельствуют смещения кристаллизационных слоев на поверхности сварных швов (рис. 12.46). Смещения нередко сопровождаются значительной пластической деформацией в пограничных областях. Если по гра- [c.481]

В холоднодеформированном металле при нагреве миграция границ зерен и изменение их размера и формы имеет свои специфические особенности. В этом случае получает развитие процесс рекристаллизации обработки или первичной рекристаллизации. Движущей силой процесса служит накопленная при пластической деформации энергия, связанная в основном с образованием дислокаций, имеющих высокую плотность (до 10"...10 см ). Рекристаллизация обработки приводит к образованию новых равноносных зерен с обновленной кристаллической решеткой. При этом свободная энергия рекристаллизованного металла становится меньше, чем деформированного вследствие уменьшения плотности дислокаций (до 10. ..10 см ). Процесс состоит из образования зародышей новых зерен и их роста. Имеется определенная аналогия с фазовыми превращениями диффузионного типа. Накопленная в объеме зерен энергия деформации примерно в 100 раз выше поверхностной энергии их границ, поэтому рекристаллизация на первых этапах может привести к образованию мелких зерен и увеличению их числа (по сравнению с деформированным металлом). [c.507]

Таким образом, природа процесса образования поликристаплических сплавов при кристаллизации из расплава такова, что в структуре сплавов изначально закладываются элементы, являющиеся "зародышами разрушения" твердого тела, то есть области скопления различных дефектов кристаллической структуры. [c.98]

Глава 3 посвящена вопросам формирования конструкционных материалов В ее первой части (раздел 3.1) рассматриваются различные аспекты процесса кристаллизации металлических материалов. Приводятся классические сведения об атомно-кристаллическом строении твердых тел. Оригинальным является изложение фрактальной модели формирования зародыша кристаллизации, при по-мощи которой объясняется энергетическое несоответствие, имеющее место в классической модели. Интересна также ориганальная иерархическая модель роста зародыша и описание эффектов посткрисгаллизации. Посткристаллизация является чрезвычайно важным этапом формирования материала, но даже в специальной литературе, на наш взгляд, этому явлению уделяется недостаточное внимание. [c.8]

В расплаве всегда присутствуют примеси - неметаллические включе ния, оксиды и т.д., которые чаще всего и являются зародышами. Если частицы примеси имеют одинаковую кристаллическую решетку с решеткой затвердевающего металла и парамефы сопрягающихся решеток примеси и кристаллизующегося вещества примерно одинаковы (отличие не превышает. [c.119]

Слияние граничных пор при соединении структурных элементов кристаллической фазы в процессе кристаллизации приводит к образованию ие-сплоишостей и зарождению субмикротрещин и микротрещин уже на ста-бии получения сталей и сплавов. Данные иесплошности являются "зародышами разрушения" поликристаллических сталей и сплавов. [c.138]

Во всех случаях слой образуется в два этапа зарождение и рост зародышей. Из N случайных частиц Na остаются закрепленными на подложке, адгезия остальных частиц не происходит. Коэффициент сцепления оценивается величиной а . Можно оценить критическую температуру, при которой происходит сцепление (Тс). Если Т > Т , то я=г 0. Чем типы кристаллических решеток пленки и подложки ближе, тем больше величина Т . Необходимо создавать такие условия нанесения пленок (путем подбора температуры процесса для заданного типа частиц и материала подложки, давления), чтобы образующийся тонкий монокристаллический эпитаксиальный слой являлся продолжением кристаллической решетки подложки (изоэпитаксия) В том случае, если кристаллические решетки слоя и подложки различны, возникает гетероэпитаксия. С увеличением температуры подложки переход атомов в состояние хемосорбции облегчается, отчего происходит большее сцепление слоя с подложкой. [c.287]

При ТМО сталей наблюдается весьма сложное взаимодействие процессов пластической деформации и фазового превращения. Известно, что при пластической деформации в области стабильного аустенита (выше точки Асз) зерна аустенита дробятся на более мелкие и процесс блокообразования протекает более интенсивно. Последующая закалка, при которой температура стали быстро снижается ниже температуры рекристаллизации (чем предотвращается развитие собирательной рекристаллизации), позволяет сохранить блочную структуру деформированного аустенита до начала мартенситного превращения, которое протекает в пределах блочной структуры аустенита. Чем мельче будут получаемые при высокотемпературной деформации блоки в аустените, тем более дисперсной окажется структура мартенсита. Это и понятно, так как в тонкой структуре аустенита с нарушенным строением кристаллической решетки в областях границ блоков имеется большое число центров, энергетически выгодных для образования зародышей кристаллов мартенсита, а это предопределяет развитие тонких мартенситных пластинок. Превращение аустенита в мартенсит сопровождается дальнейшим измельчением областей когерентного рассеивания внутри кристаллов мартенсита до 10 — 10- см [19]. [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...