Кристаллы скорость роста

Рост кристаллов происходит в результате направленного перехода к ним атомов. Без учета способов закрепления атомов на поверхности кристалла скорость роста можно определить по данным об атомной подвижности и разности химических потенциалов по обе стороны межфазной границы. При малых переохлаждениях (пересыщениях), когда А г kT, скорость роста [c.40]

Гидродинамическое движение приводит к возникновению диффузионного пограничного слоя у фронта кристаллизации, что способствует усилению тепло-и массо-передачи. Поэтому, когда диффузия атомов из расплава к фронту кристаллизации оказывается одним из лимитирующих факторов роста кристалла, скорость роста с увеличением интенсивности перемешивания возрастает. [c.98]

Температурные поля, возникающие в растущем кристалле, особенно вблизи фронта кристаллизации, оказывают существенное влияние на качество получаемого кристалла. Температурные градиенты на границе раздела фаз, а также характер проводимости тепла в твердой и особенно в жидкой фазе (теплопроводность, конвекция или передача тепла радиацией) определяют величину остаточных напряжений в кристалле и характер распределения примесей. Температурные поля в кристалле, в свою очередь, определяются формой и размерами кристалла, скоростью роста, характером и величиной теплообмена между кристаллом и окружающей средой, тепловыми свойствами кристалла, а также теми тепловыми процессами, которые имеют место на границе раздела фаз вследствие выделения скрытой теплоты кристаллизации при движении фронта кристаллизации. Для того чтобы научиться управлять процессом кристаллизации, необходимо знать зависимость температурных полей в кристалле от перечисленных параметров. [c.270]

Рис. 29. Скорость роста кристаллов (с. к.) и скорость зарождения центров кристаллизации (ч. ц.) в зависимости от степени переохлаждения

Скорость всего процесса кристаллизации количественно определяется двумя величинами скоростью зарождения центров кристаллизации и скоростью роста кристаллов. Обе эти величины можно измерить для разных условий кристаллизации. [c.47]

Число зарождающихся в единицу времени кристаллов, которые в дальнейшем мы будем обозначать буквами ч.ц., имеет размерность 1/мм -с (число центров кристаллизации, возникших в 1 мм за одну секунду). Скорость роста кристаллов, обозначаемая в дальнейшем через с.к., есть скорость увеличения линейных размеров кристалла, выраженная в миллиметрах в единицу времени. Размерность этой величины — мм/с мм/мин. [c.48]

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]

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]

Скорость роста кристаллов в жидких растворах меньше, чем в чистых металлах. Это объясняется тем, что рост кристаллов требует диффузионного перемещения атомов компонентов в жидком растворе. Скорость роста тем меньше, чем больше разность концентраций жидкого раствора и образующихся из него кристаллов твердой фазы. [c.89]

Д. К- Черновым было установлено, что количественно процесс кристаллизации можно охарактеризовать, если известны две величины скорость зарождения центров кристаллизации и скорость роста кристаллов. [c.24]

При изотермическом превращении в условиях средних температур происходит рост отдельных кристаллов в продольном и поперечном направлениях, однако скорости роста значительно ниже, чем при мартенситном превращении. Возникновение рельефа на полированной поверхности шлифа указывает на то, что а-фаза когерентно связана с аустенитом, а переход у->а происходит вследствие упорядоченного перераспределения атомов подобно мартенситному превращению. [c.106]

Линейная скорость роста грани кристалла Vp, на которой образуются плоские зародыши, определяется числом плоских центров кристаллизации, возникающих в единицу времени — формула (12.17). Из сравнения функциональных зависимостей [c.439]

Рис. 12.7. Зависимость линейной скорости роста кристалла Орк (кривая /) и числа центров кристаллизации п (кривая 2) от степени переохлаждения

Малый объем и непродолжительное существование расплавленной ванны, большие средние скорости роста кристаллов. [c.447]

Используя выражение (12.28), можно получить уравнение для определения скорости кристаллизации, т. е. скорости роста кристаллов на различных участках их длины при сварке. Под скоростью кристаллизации здесь понимается скорость затвердевания, т. е. скорость перемещения межфазной поверхности в макромасштабе. [c.450]

Дендрит - это древовидные кристаллические образования, обнаруживаемые Б монокристаллах и слитках металлов, полуметаллов, полупроводников и их сплавов. Максимальная скорость роста кристаллов наблюдается по таким плоскостям и направлениям, которые имеют наибольшую плотность упаковки атомов, В результате вырастают длинные ветви, которые называют осями первого порядка (рис. 33). На осях первого порядка появляются и на- [c.49]

Г. Тамман установил зависимость числа центров кристаллизации и скорости роста кристаллов от степени переохлаждения (рис. 3,8), [c.117]

Кроме того, замедление скорости роста кристалла сопровождается увеличением числа центров кристаллизации, что способствует измельчению зерна. [c.20]

С увеличеш1ем высоты кртсталлов направление их роста все в большей мере приближается к направлению подачи материала. Это связано с закономерностью отбора преимущество в развитии имеют те кристаллы, скорость роста которых наибольшая. Наибольшая ж скорость роста в этом случае совпадает с направлением молекулярного пучка. Отбор происходит непрерывно в течение всего процесса роста. Результатом его является столбчатая форма кристаллов. [c.23]

Такое сложное влияние скорости охлаждения на внутрикри-сталлическую ликвацию проявляется при кристаллизации как слитков и отливок, так и сварных швов. В слитках и отливках в зоне столбчатых кристаллов, остывающей наиболее быстро, внутрикристаллическая ликвация проявляется значительно слабее, чем в зоне равноосных кристаллов, которая охлаждается более медленно. Скорость диффузионного роста кристаллов ориентировочно составляет 10 см мин. Поскольку при образовании столбчатых кристаллов скорость роста колеблется от 10 до 10 см мин, в этом случае действует преимущественно механизм бездиффузионной кристаллизации, приводящий к снижению степени внутрикристаллической ликвации по мере увеличения скорости охлаждения. Поэтому при сварке вследствие более интенсивного охлаждения внутрикристаллическая ликвация в подавляющем большинстве случаев развита меньше, чем при кристаллизации слитков и отливок (даже в металлической изложнице). Исследования с применением радиоактивных изотопов прямым образом подтверждают это положение на примере внутрикристаллической ликвации таких ограниченно растворимых примесей, как сера и фосфор [5]. Следует также отметить, что распределение сегрегаций этих примесей происходит не только по границам кристаллитов, но преимущественно в их внутренних зонах — в междуосных пространствах дендритов. Участки сегрегаций имеют ширину 3—15 мкм и занимают 20—30% площади каждого столбчатого кристалла. [c.16]

Приведены расчеты температурных полей в оптических монокристаллах при выращивании их методом направленной кристаллизации в зависимости от формы и размера кристалла, скорости роста, тепловых свойств кристалла и других параметров. Иллюстраций 4. Библиография 3 назв. [c.487]

Такое сложное влияние скорости охлаждения на внутрикристаллическую ликвацию проявляется как при кристаллизации слитков и отливок, так и сварных швов. В слитках и отливках в зоне столбчатых кристаллов, охлаждаемой наиболее быстро, внутрикристаллическая ликвация стали и цветных сплавов проявляется значительно слабее, чем в зоне равноосных кристаллов, которая охлаждается более медленно. Скорость диффузионного роста кристаллов ориентировочно выражается величинами порядка см1мин. С этой точки зрения в условиях образования столбчатых кристаллов, скорость роста которых колеблется в пределах от 10 до 10 см/мин, действует преимущественно механизм бездиффузионной кристаллизации, приводящий к снижению степени внутрикристаллической ликвации по мере увеличения скорости охлаждения. Поэтому можно полагать, что ири сварке вследствие более интенсивного охлаждения внутрикристаллическая ликвация в подавляющем большинстве случаев менее развита, чем при кристаллизации слитков и отливок (даже в металлической изложнице). [c.145]

Монокристаллы ниобата лития, как правило, выращиваются методом Чохральского путем вытягивания из расплава. Исходным материалом при этом является спекшийся ииобат лития, приготовленный из смеси Ь1гСОз и N52 О5 высокой очистки [309] Спекшийся Ь1ЫЬОз плавится в платиновом, родиевом или иридиевом тигле при температуре 1300 °С, при которой происходит рост кристалла. Скорость роста колеблется в пределах 15 — 25 мм/ч. Выращенные монокристаллы Ь1ЫЬОз не содержат развитых морфологических кристаллических элементов (плоскостей, граней, вершин). Вытягивание происходит в направлении оси с, и после кристаллизации монокристаллы имеют вид, подобный телу вращения, похожему иа грушу. На конусообразной части под затравкой обычно видны три выступа (шва), образующие углы 120° (рис. 10.10). Выращивание кристаллов из расплава представляет собой нестехиометрический процесс. Поэтому свойства кристалла, включая температуру Кюри, зависят от действительного соотношения и N5. [c.463]

Было показано, что не только, в жидких расплавах, но и при превращении в твердом состоянии новая форма образуется путем зарождения и роста кристаллов скорость этих процессов зависит от переохлаждения. В отличие от кристаллизации из жидкости процесс превращения в твердом состоянии (перекристаллизация) обычно протекает при сильном переохлаждении, и таммановская зависимость с. к. и ч. ц. для этого случая даже более приемлема, чем для случая первичной кристаллизации. [c.49]

Рис. 184. Скорость роста кристаллов и скорость зарождения центров кристаллизации перлита в зависимости от температуры (степени переохлаждения) (И. Л. Миркип)

Общая теория кристаллизации жидкостей допускает возможность такого сильного переохлаждения расплавов, при котором число центров и скорость роста кристаллов становятся равными нулю (см. рис. 29) и жидкость, загустевая, превращается в стекло, не претерпевая кристаллизации. Долгое время достичь такого состояния в металлах не удавалось, и многими высказывались сомнения относительно получения такого состояния. Однако затвердевание металлов и их сплавов подчиняется общим закономерностям теории кристаллизации, и это указывает на то, что в принципе такое состояние получить возможно и, что наконец, в последние годы удалось получить аморфные металлы. [c.640]

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]

Скорость роста кристаллов определяют по линейному увеличению растущей грани возникшего кристалла ( 1 мм1сек) и обозначают Пр. [c.24]

При вторичной рекристаллизации, протекающей при более высоких температурах ( в.р =200° С) (см. рис. 7.8), продолжается изменение структуры, заключающееся в росте зерен до полных объемов кристаллов. В результате образуется крупнозернистая равновесная структура (рис. 7.9,6). При этом увеличение размеров зерен осуществляется вследствие постепенного присоединения атомов граничащих зерен к решетке растущего зерна, т. е. в результате диффузии. Скорость роста зерен при вторичной рекристаллизации замедляется. Весь рекристаллизационный процесс разупрочнения металла после нагар-товки нагревом до определенных температур называют р е к р и с-таллизационным отжигом. [c.85]

К модификаторам II рода относятся элементы или их соединения, которые адсорбируются на гранях зарождающихся кристаллов и тормозят их рост. Адсорбция не происходит на всех гранях равномерно, в результате чего происходит задержка в развитии отдельных граней кристалла, что приводит к изменению его формы. Кроме того, замедление скорости роста кристалла сопровождается увеличением числа центров кристаллизации, что способствует измельчению зерна. Хорошими модификаторами II рода в сталях являются На, К, КЬ, Ва, редкоземельные элементы (РЗМ). Алюминиевые сплавы (силумины) приобретают мелкозернистое строение и лучшие механические свойства (повышается пластичность) после обработки сплава в жидком состоянии фтористым натрием (МаР) юти легкоплавким тройным модификатором 25% ХаР+б2,5%ЫаС1+12%КС1. [c.46]

Так как дендриты образуются при выращивании кристаллов с большими скоростями, то для выращивания бездендритных кристаллов необходимо выбирать такие скорости роста, которые обеспечивают достаточный теплоотвод через расту ший кристалл. Для выращивания совершенных кристаллов на фронте кристаллизации стремятся к равновесному состоянию. Тем не менее, как указывается в [21], даже кристаллы кубической формы, например серебра, меди, золота, которые уже в силу симметрии своей структуры должны развиваться одинаково по трем взаимно перпендикулярным направлениям, могут образовываться в форме дендритов. В [21] факты неодинакового роста объясняются тем, что в протекающих во времени процессах осуществляется сразу две до определенной степени противоположные тенденции стремление к минимуму свободной энергии и стремление к наибольщей быстроте завершения процесса. Кристалл может достичь минимума поверхностной энергии только в условиях равновесия, то есть при бесконечно медленном росте, а наибольшей быстроты образования - при бесконечно развитой поверхности. В реальных условиях всегда наблюдаются ко.мпро.миссные формы, иногда приближающиеся к ограненным равновесным, иногда - к ветвистым неравновесным. [c.51]

Дендрит - это древовидные кристаллические образования, обнаруживаемые в монокристаллах и слитках металлов, полуметаллов, полупроводников и их сплавов. Максимальная скорость роста кристаллов наблюдается по таким плоскостям й направлениш, которые имеют наибольшую плотность упаковки атомов. В результате вырастают длинные ветви, которые называют осями первого порядка (рис. 6.6). На осях первого порядка появляются и начинают расти ветви второго порядка, от которых ответвляются оси третьего порядка. В последнюю очередь идет кристаллизация в участках меаду осями дендрита. [c.268]

Дендриты образуются только при росте кристаллов. Причиной их образования является очень быстрый рост в условиях переохлаждения, то есть отрицательный температурный градиент перед фронтом кристаллизации. Одной из особенностей дендритного роста является то, что ось дендрита и его ветви растут вдоль конкретного кристаллографического направления, характерного для данного материала [163]. Каждый дендрит растет от одного центра кристаллизации, что подтверждается кристаллографической ориентировкой всех его ветвей, то есть весь дендрит со всеми своими ветвями представляет собой монокристалл. Скорость роста дендртов в среде с примесями значительно меньше, чем в чистых металлах. [c.269]

Так как дендриты образуются при выращивании кристаллов с большими скоростями, то для выращивания бездендрнтных кристаллов необходимо выбирать такие скорости роста, которые обеспечивают достаточный [c.269]

Снижение пористости металлических покрытий — важный резерв повышения защитных свойств. Для каждого способа нанесения существуют определенные технологические приемы, обеспечивающие снижение кол 1чества пор. Тип пор зависит от метода формирования покрытий и, следовательно, от структуры осажденного слоя. Микропоры характерны для структуры покрытий, полученных электролитическим методом, и степень пористости определяется режимом электролиза, влияющим на скорость роста кристаллов, предварительной обработкой поверхности, включением различных чужеродных частиц. Наличие механических загрязнений, облегчающих разряд водородд и затрудняющих разряд осаждаемого иона, способствует возникновению макропор в покрытии. Возникновение пор канального типа связано в основном с внутренними напряжениями, величина которых превосходит временное сопротивление разрушению покрытия и приводит к растрескиванию и образованию сетки трещин. [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...