Зародыш

По мере увеличения зародыша (для зародыша сферической формы) поверхностный член увеличивается пропорционально квадрату радиуса, а объемный — кубу, т. е. если поверхность и объем частицы выразить через ее радиус, то получим [c.49]

Увеличение размера зарождающегося кристалла вначале приводит к росту свободной энергии (так как объем V мал, а поверхность S относительно велика) (рис. 30). Но при некотором критическом значении увеличение ваз-мера зародыша приведет к уменьшению Дф. [c.49]

Процесс кристаллизации может протекать только при условии уменьшения свободной энергии, поэтому, если образуется зародыш размером меньше (рис. 30), он расти не может, так как это повело бы к увеличению энергии системы. Если же образуется зародыш размером г и более, то его рост возможен, так как это приведет к уменьшению свободной энергии. [c.50]

Минимальный размер способного к росту зародыша называется критическим размером зародыша, а такой зародыш называется устойчивым. [c.50]

Каждой температуре кристаллизации (степени переохлаждения) отвечает определенный размер устойчивого зародыша более мелкие, если они и возникнут, тут же растворяются в жидкости, а более крупные растут, превращаясь в зерна— кристаллы. Чем ниже температура (больше степень переохлаждения), тем меньший размер имеет устойчивый зародыш, тем больше число центров кристаллизации образуется в единицу времени, тем быстрее протекает процесс кристаллизации. Таким образом, с увеличением степени переохлаждения быстро возрастают величина ч. ц. и общая скорость кристаллизации. [c.50]

В первом случае распад начинается при температуре вблизи точки 1 (для сплава /). Кристаллы ip-фазы образуются преимущественно на границах зерен, так как работа образования центра кристаллизации на границе зерна меньше, чем внутри зерна. Критический размер зародыша должен быть относительно большим, так как переохлаждение мало. Дальнейшее охлаждение должно привести к выделению новых кристаллов и к росту выделившихся. Образующиеся кристаллы р-фа-зы не имеют определенной ориентации относительно исходной а-фазы, а внешняя форма их приближается к сфероиду, так как эта форма обладает минимумом свободной энергии. Кристаллы растут постепенно, атомы преодолевают энергетический барьер и на границе раздела а- и р-фаз один за другим встраиваются Б решетку выделяющейся фазы. [c.142]

Образование графита из жидкости или аустенита — медленно протекающий процесс, так как работа образования зародыша графита велика и требуется значительная диффузия атомов углерода для образования кристаллов графита, также необходим и отвод атомов железа от фронта кристаллизации графита. [c.206]

Увеличение размера зерна аустенита уменьшает ч. ц. Зародыши возникают преимущественно по границам зерна, поэтому у более крупнозернистой стали общая протяженность границ зерна меньше, чем у мелкозернистой, и, следовательно, условия для зарождения центров хуже. [c.250]

Как мы видели выше (гл. X, п. 3), зародыши перлита образуются главным образом по границам аустенитных зерен. [c.357]

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]

Оба метода обеспечивают достаточное охлаждение тигля для образования центров кристаллизации без охлаждения всей печи много ниже температуры затвердевания. В противном случае тепла, выделяющегося при затвердевании, было бы недостаточно для подъема температуры устройства до точки перехода. Если естественное образование зародышей происходит спонтанно, плато затвердевания резко укорачивается, иногда до полного исчезновения. [c.177]

Ft) V — объем зародыша S — суммарная величина поверхности кристаллов о — поверхностное натяжение. [c.32]

Размер зародыша при образовании кристаллических [c.32]

На образование критического зародыша затрачивается энергия (работа) (+Af ), равная одной трети его поверхностной энергии Af = 1/3 So. [c.32]

При температуре, близкой к Т , размер критического зародыша должен быть очень велик и вероятность его образования мала С увеличением степени переохлаждения Д/ возрастает (см. рис. 16), а поверхностное натяжение на границе раздела фаз изменяется не значительно. [c.33]

Чем больше скорость образования зародышей и чем больше скорость их роста, тем быстрее протекает процесс кристаллизации. При равновесной температуре кристаллизации (Тап) число зародышей и скорость роста равны нулю, поэтому кристаллизации не происходит (рис. 22). При увеличении степени переохлаждения скорость [c.34]

Рис. 22. Зависимость числа зародышей (ч. э), средней скорости их роста (с, р), изменения свободной эиергии при кристаллизации AF, средней скорости кристаллизации V и коэффициента диффузии D от степени переохлаждения ДГ — равновесная температура плавления (кристал-лизации)

Такой характер изменения ч, з. и с. р. в зависимости от степени переохлаждения объясняется следующ,им. С повышением степени переохлаждения разность свободных энергий жидкого и твердого металлов AF (см. рис. 16) возрастает, что способствует повышению скорости кристаллизации, т. е. скорости образования зародышей и их роста (рис. 22). Однако для образования и роста зародышей требуется диффузионное перемещение атомов в жидком металле. [c.35]

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]

Величина зерна. Чем больше скорость образования зародышей и меньше скорость их роста, тем меньше размер кристалла, выросшего из одного зародыша (зерно), и следовательно, более мелкозернистой будет структура металла. [c.35]

Величина зерна находится в следующей зависимости от числа зародышей (или скорости их образования) и скорости роста d = --- 1,1 (с. р/ч. з) . [c.35]

Снижение осадкообразования в присутствии добавок ортофос-форной кислоты происходит л0-В1ЩИМ0МУ, в результате адсорбции фосфатов на поверхности зародышей кристаллов, что препятствует их дальнейшему росту. [c.58]

Еще в 1878 г. Д. К. Чернов, изучая структуру литой стал1г, указал, что процесс кристаллизации состоит из двух элементарных процессов. Первый ироцесс заключается в зарождении мельчайших частиц кристаллов, которые Чернов называл зачатками , а теперь пх называют зародышами, или центрами кристаллизации. Второй процесс состоит в росте кристаллов из этих центров. [c.46]

Рис. 3D, Изменение свободноЛ энергии в зависимости от размера зародыша

Третья зона слитка — зона равноосных кристаллов 3. В центре слитка уже нет определеиной направленности отдачи тепла. Температура застывающего металла успевает почти совершенно уравниваться в различных точках и жидкость обращается как бы в кашеобразное состояние, вследствие образования в различ(ных ее точках зачатков кристаллов. Далее зачатки разрастаются осями—ветвями по различным направлениям, встречаясь друг с другом (Чернов Д. К.). В результате этого процесса образуется равноосная структура. Зародышами кристалла здесь являются обычно 1различные мельчайшие включения, приеутствующие в жидкой стали, или случайно в иее попавшие, пли не растворившиеся в жидком металле (тугоплавкие составляющие). [c.53]

Степень переохлаждения велика,., Поэтому образование центров кристаллизации возможно не только на границах, но и внутри зерен, при этом критический размер зародышей новой фазы будет малым, а число возникающих центров кристаллизации велико. Растущие кристаллики р-фазы не могут принять устойчивой сферической формы, так как такие сферические образования вызывали бы в упругой среде значительные внутренние напряжения. Поэтому кристаллики приспосаб-, иваются, приобретают пластинчатую форму. Действительно, кристаллики новой формы, выделяющиеся из сильно переохлажденных твердых растворов, имеют очень малые размеры. Толщина их составляет несколько атомных слоев, а протяженность — несколько десятков или сотен атомных слоев. Однако такой тонкий кристаллик самостоятельно существовать не может, он может существовать лишь приклеенным к крупному кристаллу (точнее внутри его). [c.142]

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]

Минимальный размер зародыша способный к росту приданных температурных условиях, называется критическим размером зародыша или равновесным зародыимм R — Аа Ч [c.32]

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]

Воз1шкает вопрос, откуда берется энергия, необходимая для по явления критического зародыша [c.32]

Следовательно, с увеличением степени переохлаждения (или с понижением температуры кристаллизации) размер критического зародыша уменьшается, тогда и работа, необходимая для его об-разова1птя, будет меньше. Поэтому с увеличением стеиени переохлаждения АТ, когда к росту способны зародыши все меньшего размера, сильно возрастает число зародышей (центров) кристаллизации (ч. з.) или скорость образования этих зародышей (с. р.) (см. рис. 22) Рост зародьппей кристаллизации происходит в результате перехода атомов из переохлажденной л идкости к кристаллам. Кристалл растет послойно, при этом каждый слой имеет одноатомную толщину. Различают два элементарных процесса роста кристаллов, [c.33]

Рост двумерного зародыша путем поступления атомов из переохлажденной жидкости. После образования на плосокой грани диумерного зародыша дальнейший рост нового слоя протекает сравнительно легко, так как появляются участки, удобные для закрепления атомов, переходящих из жидкости. Атом в положении 2 (рис. 21, а) закреплен слабо, он легко перемещается по поверхности и может вновь оторваться. Атом же, занявший положение 3, имея три связи, закреплен надежно. Когда возннк1ний двумерный слои атомов покроет всю грань, для образования последующего такого ке слоя необходим новый двумерный зародыш критического размера, который формируется ио указанному выше механизму. Следовате- [c.34]

Рост кристалла значительно облегчается тем, что грани его не представляют идеально ровных плоскостей. На гранях растущего кристалла всегда имеются различные дефекты поверхности в виде ступенек и выступов, на которых легко удерживаются новые атомы, поступающие из жидкости. В этом случае рост кристалла может протекать даже без образования двумерного зародыша. В растущем кристалле всегда имеются дислокации. В месте выхода на поверхность винтовой дислокации имеется ступенька, к которой легко присоединяются атомы, поступающие из жидкости (рис. 21, б). Винтовые дислокации ведут к образованию на поверхности кристалла спиралей роста высогой от одного до нескольких тысяч атомов. Спиральный рост экспериментально обнаружен при изучении роста монокристаллов магния, кадмия, серебра и других металлов. [c.34]

Число центров кристаллизащи и скорость роста кристаллов. При прочих равных условиях скорость процесса криста, 1лизаиии и строение металла после затвердения зависят от числа зародышей [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...