Теории плавления

В указанных трудах разобраны основные вопросы теории теплопроводности, а именно 1) общие свойства решений задач теплопроводности, 2) обоснование метода разделения переменных, 3) развитие метода источников тепла, 4) теория плавления. [c.7]

При рассмотрении теории плавления и жидкого состояния анализируют в первую очередь рентгеновские, электронографические и нейтронографические данные о характере ближнего порядка жидкости. Некоторые авторы пытаются связать эти данные непосредственно с параметрами кристаллизации, что является предметом дискуссии. Структуру ближнего порядка жидкости обсуждают в ряде монографий и специальных обзорах [И—16], посвященных физикохимическим исследованиям металлургических процессов получения стали, цветных металлов, полупроводниковых и других материалов. Этот вопрос в книге дискутируется также с целью выяснения, в какой мере эти представления можно использовать при изучении механизма модифицирования. [c.9]

Специально рассмотрены теории плавления, что важно для оценки воздействия модификатора на склонность расплава к зародышеобразованию. Большое внимание уделено измерению вязкости как характеристике, наиболее полно отражающей изменение состояния расплава. [c.12]

Другая группа теорий плавления исходит из предположения прогрессивного роста дефектов кристалла при увеличении температуры, приводящего в конце концов к разрушению решетки. Простейшими дефектами решетки являются вакансии (свободные узлы) и атомы, -смещенные в междоузлия. Вокруг вакансий возникают упругие деформации, спадающие по закону г , где г — расстояние до дефекта, причем смещения соседних атомов не превосходят нескольких процентов от в случае межузельного атома смещение соседей может достигать 20% от постоянной решетки, а соответствующая энергия упругой деформации равна нескольким электронвольтам. В металлах преобладающим типом дефектов являются вакансии, полная энергия образования которых в среднем близка к 1 э В. Согласно принципу Больцмана, атомная концентрация вакансий, т. е. доля свободных узлов по отношению к полному числу занятых и свободных узлов кристалла, дается выражением [c.222]

Однако уже Френкель [183] подверг вакансионную теорию плавления тел основательной критике по следующ,им пунктам [c.223]

Ряд авторов [661—665] развивали теорию плавления как процесс перехода от порядка к беспорядку. При этом одноатомная решетка представляется в виде бинарного сплава узлов и междоузлий. Переход атома из узла в междоузлие нарушает степень порядка. Проблема анализируется с помош ью математического аппарата Брэгга-Вильямса или Бете—Пайерлса, первоначально развитого при рассмотрении бинарных сплавов. Метод заключается в определении критической температуры разрушения дальнего порядка, которую отождествляют с температурой плавления. Эту температуру вычисляют из условия минимума свободной энергии. Дополнительная энергия, идущая на образование дефектов решетки, компенсируется ростом конфигурационной энтропии благодаря увеличению числа мест размещения дефектов. Резкость фазового перехода объясняют уменьшением работы образования дефектов с увеличением их концентрации. Согласно этой теории при плавлении примерно половина всех атомов должна находиться в междоузлиях, а, следовательно, половина узлов решетки остается свободной в противоречии с ожидаемой концентрацией ( 10 ) дырок вблизи точки плавления [540]. [c.223]

Итак, в настоящее время все известные теории плавления тел, кроме качественной теории, опирающейся на кластерную модель, не выдерживают критики. [c.225]

Температура перехода частиц в сверхпроводящее состояние 279—286 Температура фазового перехода частиц 164, 165, 169, 210, 211, 217, 218. Теории плавления 221—225 Томсона формула 164, 165, 177 [c.364]

Рассматривается теория основных свойств жидки.х металлов и сплавов структура жидкости, электронная и статистическая теория, явления электропереноса, динамика жидкости, теория плавления и др. Книга посвящена в основном проводящим жидкостям, но рассматриваются и свойства жидкостей изоляторов. [c.4]

В этой книге излагаются современные аспекты теории основных свойств жидких металлов и сплавов, а именно структура жидкости, электронная теория, статистическая теория, парные потенциалы, теория плавления, явления электропереноса, динамика жидкости, электронные состояния. [c.5]

Все теории плавления являются слишком упрощенными. Опыт показывает, что при плавлении ионных кристаллов с высокой координацией молярный объем может увеличиваться до 25%, например, как это происходит у щелочных галогенидов. Анализ радиальных функций распределения ионов в расплаве, изученных с помощью рентгеновской и нейтронной дифракции, привел к выводу о том, что чуть выше точки плавления еще имеется некоторая степень упорядочения, подобная той, которая есть в кристалле. Вместе с тем было показано, что наиболее вероятные расстояния соседних ионов от [c.194]

Учебник имеет следующие главы 1. Предмет термодинамики. Ее метод. 2. Калориметрические соотношения и механическая работа. 3. Первый принцип термодинамики. 4. Второй принцип термодинамики. 5. Общая задача термодинамики и ее решение. 6. Внутренняя энергия твердых тел. 7. Теплоемкость твердых тел. Энтропия и свободная энергия их. 8. Теория плавления. 9. Переход тел из одного аллотропического состояния в другое. 10. Теория испарения и кипения. 11. Испарение из твердой фазы. Формула упругости пара. [c.153]

В гл. 9 Переход тел из одного аллотропического состояния в другое излагаются следующие вопросы основные законы перехода, опытная проверка их, тепловая теорема Нернста, ее применение к теории плавления и перехода тел из одного аллотропического состояния в другое. [c.170]

Машинное моделирование особенно ценно в теории плавления ( 6.7). Как мы видели в 2.7, в двух- и трехчастичных функциях распределения различие между топологически неупорядоченной системой (вроде жидкости или стекла) и совокупностью упорядоченных микрокристаллов не проявляется достаточно ясно. Поэтому попытка описать переход от порядка к беспорядку стандартным языком статистики наталкивается на необычайные трудности. При машинном моделировании в координатном пространстве тонкие геометрические различия между случайным близким расположением атомов и кристаллическим ближним порядком должным образом взвешиваются явления при этом протекают естественным путем, и их можно изучить в микроскопических деталях. [c.269]

Цель данной книги — изложение основных принципов термометрии в интервале от 0,5 до приблизительно 3000 К. В течение последних 25 лет по этому вопросу накоплен весьма богатый опыт, и настало время объединить полученные результаты и обсудить достигнутые успехи. Большая часть работ последних лет относилась к низкотемпературной термометрии ниже приблизительно 30 К и их результаты послужили основой Предварительной температурной шкалы 1976 г. от 0,5 до 30 К. Таким образом, температура 0,5 К оказалась удобной нижней границей интервала температур, обсуждаемого в книге. Верхняя граница не обладает такой же определенностью, поскольку термометрия по излучению, рассматриваемая в гл. 7, может быть в принципе распространена на сколь угодно высокие температуры и достаточно лишь теплового равновесия в системе, температура которой измеряется. При всем разнообразии условий в термометрии, охватывающей интервал от температур жидкого гелия до точки плавления платины, общими являются требования теплового равновесия и теплового контакта с термометром. Эти требования неизменно присутствуют при всех термометрических работах и всех температурах на протяжении данной книги. Ясное понимание физических основ каждого из различных методов термометрии представляется обязательным для детального обсуждения их принципов, точности, интервала применения и ограничений. По этой причине каждой из основных глав предпослано краткое изложение физических основ метода в той мере, в какой это требуется для теории и практики термометрии. [c.9]

В процессе их использования. Поскольку влиянием примесей пренебречь нельзя, металл нужно защищать от загрязнений материалом тигля, от посторонних веществ при заполнении, а также от газовых примесей при высоких температурах. Рассмотрим кратко эффекты влияния малых количеств примеси на плавление и затвердевание чистых металлов. При таком обсуждении нет необходимости рассматривать теории различных микроскопических процессов в период плавления. Эти вопросы изложены в работах Уббелоде [74] и Займана [78], где рассмотрены также различные эффекты, предшествующие переходу. [c.170]

Один из основных вопросов, рассматриваемых в теории тепловых процессов при сварке, — определение условий, при которых достигаются необходимый нагрев изделия и его сваривание. Однако этим не исчерпывается назначение теории. Нагрев и охлаждение вызывают разнообразные физические и химические процессы в материале изделия — плавление, кристаллизацию, структурные превращения, объемные изменения, появление напряжений и пластических деформаций. Эти процессы приводят к глубоким изменениям свойств и состояния материала и влияют на качество всей конструкции в целом. Чтобы определить характер протекания указанных процессов, необходимо знать распределение температур в теле и изменение его во времени в каждом отдельном случае. Это второй основной вопрос, рассматриваемый в теории тепловых процессов при сварке. [c.139]

При обсуждении диаграммы растяжения (см. рис. 4.9) обращалось внимание на то, что при приложении нагрузки к кристаллу сначала наблюдается очень небольшая область упругих деформаций (е<С1%), для которой справедлив закон Гука. Следует заметить, что область упругих деформаций уменьшается с повышением температуры и становится ничтожно малой вблизи температуры плавления, В упругой области каждый атом кристалла лишь слегка смещается в направлении приложения нагрузки из своего положения равновесия в решетке. Вообще говоря, теория не позволяет предсказать значение предела упругости. Однако линейная зависимость между силой и упругой деформацией может быть объяснена тем, что кривую потенциальной энергии взаимодействия атомов (рис. 4.11) при малых смещениях можно аппроксимировать параболой U= x . Отсюда сила [c.128]

Неорганические стекла обладают во многих случаях полупроводниковыми свойствами. Теория аморфных полупроводников указывает, что при плавлении кристаллов нарушается только- дальний порядок симметрии, ближний же порядок сохраняется. Энергетический спектр стеклообразного полупроводника состоит также из зон, как и у кристаллического, но из-за разупорядоченного строения происходит расширение валентной и свободной зон и сужение запрещенной зоны. В отличие от обычных стекол с преобладанием ионной проводимости стеклообразные полупроводники обладают чисто электронной проводимостью. [c.192]

В главе XI Изменение физического состояния дается обзор работ по теории плавления. Глава написана Егером недостаточно полно и глубоко. В основном автор изложил в ней работы, вышедшие до 1950 г. После 1950 г. появились работы принципиального характера, в которых а) исследовались общие свойства решегшй задачи плавления— существования и единственности и б) развивались эффективные методы решения задачи. При этом в общем случае задача плавления рассматривалась нелинейной—в неоднородном веществе, плотность и теплопроводность которого изменяются с температурой. [c.8]

Предлагаются различны-е теории плавления. Согласно теории Я. И. Френкеля, плавление вещества характеризуется нарушением дальнего порядка атомов в кристалле, образованием дырок в узлах кристаллической решетки. Последняя становится термодинамически неустойчивой при температурах, близких к плавлению. Неустойчивость кристаллической решетки под воздействием теплового движения, дезорганизующего упорядочение атомов и ликвидирующего дальний порядок, зависит от объема вещества. Тепловое расширение вещества при температурах, близких к плавлению, при постоянном давлении облегчает и ускоряет ликвидацию дальнего порядка. Небольшое увеличение объема при плавлении вещества обусловливает образование полостей (дырок), которые создают простор для текучести. На образование дырок затрачи- [c.32]

Несколько отличную теорию плавления предложили Д. Е. Леонард—Джонс и А. Ф. Девоншайр. Они считают, что разупорядочение в кристалле происходит путем миграции некоторой части атомов из узлов решетки в междоузлия. В узлах решетки, как и по теории Я. И. Френкеля, образуются дырки. При накоплении большого числа атомов в междоузлиях возникает лавина , дальний порядок исчезает, и кристалл превращается в жидкость. Авторы рассматривают жидкость, состоящую из ячеек с одним атомом в каждом узле или вблизи узла гипотетической решетки. [c.33]

А. Уббелоде [16] рассматривает различные теории плавления механическую, колебательную, позиционную, ориентационную и др. Расчетами показано, что изменение межатомных сил и температуры, при которых упругая постоянная равна нулю, приводит к преодолению сопротивления сдвигу и переходу из твердого в жидкое состояние. Согласно колебательной теории плавления амплитуда колебаний атомов в решетке должна увеличиваться по мере приближения к температуре плавления. В точке плавления амплитуды колебания достигают критической величины, вследствие чего кристалл становится механически неустойчивым. Теплота плавления пропорциональна работе образования дефектов кристаллической решетки и изменения объема при переходе из твердого в жидкое состояние. В некоторых теориях плавления учитываются концентрации вакансий и плотность дислокаций, которые оказывают влияние на неустойчивость кристаллов против сдвиговых напряжений. Позиционное плавление связывают с разупо-рядочением структуры кристаллов. При плавлении веществ с несферическими молекулами наблюдается ориентационное разупорядочение — изменяется форма и ориентация молекул. Перераспределение атомов в процессе плавления вызывает возрастание энтропии. [c.33]

Существует большое количество разнообразных теорий плавления, которые, однако, не обладают универсальностью и гибкостью, присущими кластерной модели. Все эти теории можно разбить на две группы в зависимости от того, принимается ли кристалл идеальным или дефектным. В первом случае плавление тела представляют как потерю решеткой стабильности вследствие теплового рас тшре-ния и ангармоничности колебаний атомов. При этом широко используют критерий Линдеманна, гласящий, что плавление тела происхо- [c.221]

Темперли [75] детально рассмотрел существующие теории плавления. По Темперли, идеальная теория плавления не должна делать каких-либо предположений априори о механизме плавления, но должна показывать, что такой процесс возникает как естественное следствие математики более общей теории, которая должна быть в состоянии предсказывать также термодинамические и физические свойства твердых тел и жидкостей и, конечно, явление равновесия между жидкостью и газом. К сожалению, нет теории, которая в состоянии это сделать, хотя, в принципе, этого можно достигнуть с помощью теорий, основанных на функции распределения, предложенных Борном и Грином [15] и Кирквудом и другими [16, 541—543]. Другие теории описывают лишь переход жидкость — твердое тело иногда в терминах нестабильности твердого тела в точке плавления, иногда в терминах подобных или других моделей двух фаз, находящихся в равновесии при температуре плавления. [c.156]

В гл. IV рассматриваются силы, действующие между ионами в жидких металлах и связь этих сил с теорией плавления. Для этого в гл. V мы кратко обсуждаем свойства твердых тел, в часгности роль фононов и вакансий. Вполне естественно, что темой рассеяния электронов и сопротивлением жидких металлов следует заниматься после того, как будет полностью изложена простая, но результативная теория, разработанная Займаном и его сотрудниками. [c.8]

В случае двумерного кристалла, как показали Б, Холперин и Д. Нелсон, теория плавления с промежуточной стадией образования дефектов дает еще один результат. Как мы уже говорили, в плоском кристалле наряду с квазидальним позиционным порядком имеется и истинный дальний порядок в ориентации связей. Дислокации нарушают локальный пози- [c.110]

В гл. 8, посвященной теории плавления, рассматриваются следующие вопросы рещение общей задачи теории плавления по способу Клаузиуса теория плавления по методу термодинамического потенциала кривая плавления графическое изображение явления критерий суждения о твердой и жидкой фазах вещества исследования Тамманна. [c.170]

Убеллоде М. Теория плавления и кристаллическая структура.—Пер. с англ.— М. Мир, 1965. [c.309]

Разобранные выше машинные модели можно использовать для проверки более феноменологических теорий плавления. Известен, например, критерий Линдемана, согласно которому плавление происходит, когда среднеквадратичное отклонение атома от его положения в решетке достигает определенной доли постоянной решетки. Оказывается, что этот критерий в широком диапазоне ллотностей очень хорошо согласуется с моделью 6 12 Леннард-Джонса для аргона 40]. Для этой модели потвердилась также [41] гипотеза о том, что затвердевание происходит, когда максимум структурного фактора жидкости (4.8) достигает значения 5 q = = 2,85. Поскольку в идеальной жидкости из твердых шаров это значение имеет место при = 0,49, возникает искушение предположить, что жидкость должна замерзать, когда соответствующая система твердых шаров доходит до точки термодинамической не- [c.282]

ФАЗА, В широком смысле слова—определенная стадия какого-либо переменного явления. В этом смысле термин применяется в различных отраслях знания, нанр. в химии растворов (см. Пратло фаз) в теории плавления (см.), в астрономии (Ф. луны, планет) и т. д. В более узком смысле термин Ф. применяется в теории колебаний, причем Ф. гармонич. колебательного движения точки называется линейная, 1-й степени ф-ия от времени t, синус или косинус к-рой пропорционален расстоянию от данного положения точки до равновесного ее положения (см. Колебательное движение). Если обозначить последнее расстояние через х, амплитуду колебания через а, промежуток времени, истекший от начального до данного момента, через t, то гармонич. синусоидальное колебательное движение будет аналитически выражено равенством [c.327]

Используя идею о связи процессов плавления и разрушения металлов, И.Я.Дехтяр и К.А.Осипов [185] развили теорию длительной прочности ме-тaлJюв применительно к высоким температурам, в основу которой были положены следующие предпосылки [c.329]

Предельные законы разбавленных растворов — закон Рауля (3.1), закон Вант-Гоффа (3.3), законы для понижения температуры плавления (3.66) — как уже говорилось, были открыты в 80-х гг. XIX в. Точность измерений в то время была сравнительно невелика, и поэтому измерения осмотического давления производились в растворах, в которых концентрация растворенного вещества Х2Э"10 Л криоскопические исследования — при Х2 0 , а измерения понижения давления пара — при еще более высоких концентрациях. Следовательно, законы Рауля и Вант-Гоффа могли быть установлены на основе исследования таких растворов, которые уже при умеренном разведении по своим свойствам приближаются к бесконечно разбавленным. Из сказанного ясно, что такие растворы могли быть только идеальными или близкими к идеальным и, как теперь известно, часто встречаются среди органических веществ, например растворы сахара в воде. Не случайно поэтому Рауль смог установить указанные закономерности только тогда, когда обратился к исследованию растворов органических веществ. Известно, что измерения осмотического давления в водных растворах сахара дали фактический материал, который лег в основу теории разбавленных растворов Вант-Гоффа. [c.69]

Границы с малыми углами 0 менее подвижны, чем с большими. Скорость проскальзывания по границе с большим углом примерно в 10 раз больше, чем с малым углом. Большеугловые границы более подвижны в связи с тем, что содержат повышенную концентрацию вакансий. Подвижность границ с большими углами демонстрируется хорошо известным фактором при рекристаллизации быстрее всех растут зерна, повернутые на значительные углы. Например, для г. ц. к. металлов при повороте на угол 30—40° вокруг оси [111] по отношению к своим соседям наблюдается отличие текстуры рекристаллизации от текстуры деформации. Согласно теории большеугловых границ Мотта межзеренное проскальзывание, т. е. относительное движение двух кристаллических поверхностей, происходит тогда, когда появляется разупрочненное состояние ( оплавление ) атомов вокруг каждого из островков хорошего соответствия. Свободная энергия F, необходимая для процесса разупрочнения, уменьшается с повышением температуры и в точке плавления будет равна нулю, а при абсолютном нуле будет равна пЬ, где L — латентная теплота плавления на атом, а п — величина, характеризующая структуру границы и соответствующую числу атомов в островке хорошего соответствия. Согласно этой гипотезе предлагается следующий вид функции F T) [c.171]

Идею об образовании электронных пар используют и для объяснения ковалентной связи в металлах, хотя законченной теории к настоящему времени не создано [53]. Предложено оценивать относительное содержание ковалентной связи в металлах степенью локализации валентных электронов (СЛВЭ) в процентах [54]. Полагают [8], что эта величина повыщается с увеличением температуры плавления металла она минимальна у серебра, меди и золота (4—10 %) и максимальна у молибдена, рения н вольфрама (88—96 %). Постулируется, что при нагревании до 0,225 Т ковалентная связь заменяется металлическом, а ниже этой температуры — металлы переходят в хрупкое состояние — возникает хладноломкость, так как пластичность возможна только при наличии металлической связи, а не ковалентной или ионной ]8]. [c.194]

Современные способы полировки подразделяются на химические, механические, комбинированные (химико-механические и электролитически-механи-ческие). Преимущественно применяется механическая полировка. Недостаток механической полировки в большей степени проявляется для мягких металлов и связан с бейльби-слоем (рис. 1), который образуется во время обработки. В настоящее время его природа выяснена. Бейльбиевская теория [161, в которой речь шла об атомарном металлическом слое, возникающем из-за плавления во время процесса шлифовки и полировки, не признана. Ролл [ 17] связывает природу слоя, подвергнутого обработке, со сверхструктурой. Рэзер [18] с помощью электронной интерференции показал, что при механической обработке образуется мелкозернистый слой. Он установил, что толщина этого слоя для алюминия составляет 10 мкм, для меди после 5-мин обработки 4 мкм. Глубина слоя с измененной структурой зависит от материала, способа полировки и продолжительности обработки. [c.10]

Некоторые авторы считают, что при плавлении твердых тел происходит полное разрушение кристаллической решетки по всему объему твердого тела, другие — что плавление является поверхностным явлением. Так, в статистической теории Леннард — Джонса и Девоншира [9] плавление рассматривается как позиционное разу пор ядочение, возрастание которого при повышении температуры вызывает разрушение кристаллической решетки. [c.45]

Основное предположение колебательной теории Линдеманна [10], развитой Гилварри [7], заключается в том, что плавление начинается тогда, когда амплитуда тепловых колебаний атомов достигает некоторой критической доли расстояния между равновесными положениями соседних атомов. Недавно предложенная модель В. И. Владимирова [1], где в качестве основных дефектов рассматриваются вакансии, также дает разумные предсказания параметров плавления. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...