Гомогенное зарождение

В зависимости от способов образования зародышей различают гомогенную или гетерогенную кристаллизацию. В чистом от примесей жидком металле при охлаждении зародыши образуются из наиболее крупных фазовых флуктуаций жидкой фазы, выделение которых связано с флуктуациями энергии (гомогенное зарождение). В технических металлах всегда имеются дисперсные включения примесей, на поверхности которых и происходит образование центров кристаллизации (гетерогенное зарождение). [c.435]

Из сравнения энергетических условий образования трехмерных (гомогенное зарождение) и двумерных (гетерогенное зарождение) зародышей видно, что для образования плоского зародыша критического радиуса требуются меньшее переохлаждение и меньшая флуктуация свободной энергии, чем при гомогенной кристаллизации. [c.439]

Наиболее разработана теория гомогенного зарождения пор о участием и без участия атомов примеси, например, инертного газа [24, 26, 27]. В этой теории дано математическое описание процесса зарождения пор некоторые закономерности порообразования находят в ней естественное объяснение уменьшение концентрации пор с ростом температуры легко объясняется уменьшением пересыщения металла вакансиями. [c.124]

В теории гомогенного зарождения пор скорость образования пор Пг) определяется установившимися в облучаемом материа- [c.124]

Как известно, в общем случае процесс зарождения скоплений точечных дефектов в твердом теле в условиях облучения можно объяснить с помощью нескольких механизмов [26, 26] 1) гомогенное зарождение при случайной встрече двух и более диффундирующих одинаковых точечных дефектов 2) гетерогенное зарождение [c.197]

Гомогенное зарождение центра кристаллизации требует температурного переохлаждения, которое составляет около 0,2 Гпл (табл. 10). [c.42]

Распад твердого раствора или полиморфное превращение протекает с образованием фаз, имеющих состав, отличный от исходной матричной фазы, поэтому для гомогенного возникновения зародыша новой фазы критического размера необходимо наличие флуктуации концентрации. Чаще зародыши образуются в дефектных местах кристаллической решетки, на границах зерен, в местах скопления дислокаций, на включениях примесей и т. д. (гетерогенное зарождение). Это объясняется уменьшением работы образования зародышей (по сравнению с гомогенным зарождением), ускорением диффузионных процессов и тем самым облегчением получения концентрационных флуктуаций, необходимых для зарождения новой фазы. Рост зародышей новой фазы происходит неупорядоченным переходом атомов через границу раздела из исходной фазы во вновь образуемую. [c.46]

Фазы гамма штрих (ц ). Выделение преципитата соединений A3D с решеткой г.ц.к., или разновидностей у -фаз в суперсплавах — наиболее благоприятное событие. Благодаря состоянию его электронной Ъй оболочки, атом Ni несжимаем. По этой причине высоконикелевая матрица способствует выделению у -фаз, которое сопровождается лишь небольшим изменением параметров решетки матрицы (опыт показывает, что в сплавы с решеткой г.ц.к. необходимо вводить не менее 25 % Ni). Образования более сложных фаз, требующих существенного изменения атомных размеров, избегают. Эти нежелательные фазы возникают при наличии матрицы с повышенным значением концентрации электронных дыр (A/J, например, в сплавах на основе железа. Согласованность кристаллических структур и параметров решетки г.ц.к. у -фазы и у-матрицы (размерное несоответствие около 0,1%) обеспечивают возможность гомогенного зарождения преципитата, отличающегося низкой поверхностной энергией и чрезвычайно долговременной стабильностью. Когерентность у - и у-фаз сохраняется благодаря тетрагональному искажению. [c.136]

Обработка по режиму Б (быстрое охлаждение из области твердого раствора) допускает зарождение крупных частиц, но не дает им существенно вырасти. Тем не менее за 4 ч при 1085°С выделения у все-таки подрастают, и, в значительной мере за счет потенциала старения, происходит гомогенное зарождение множества частиц размером от среднего до крупного. "Фоновые" выделения у -фазы образуются при 925 и 760 °С, однако по понятным причинам их количество не велико. [c.170]

Располагая данными о величине контактных давлений, можно определить энергию упругой деформации. С использованием приведенной методики расчета при анализе процесса графитизации железоуглеродистых сплавов показана невозможность гомогенного зарождения графита [21]. [c.40]

В соответствии с расчетами гомогенное зарождение при твердофазных превращениях требует больших переохлаждений (пересыщений) и, прежде чем они будут достигнуты, избыточная фаза зародится на структурных дефектах — скоплениях вакансий, дислокациях и субграницах кристаллов. [c.40]

Большинство исследователей, изучающих мартенситные превращения, разделяют гипотезу гетерогенного зарождения. Однако Б. Я- Любов [6] на основе теоретического анализа термодинамики процесса зародышеобразования мартенсита пришел к выводу, что отклонение гипотезы гомогенного зарождения мартенсита недостаточно обосновано. [c.11]

ВЕЛИЧИНЕ НАПРЯЖЕНИЙ ГЕТЕРОГЕННОГО И ГОМОГЕННОГО ЗАРОЖДЕНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ И В ОБЪЕМЕ КРИСТАЛЛА [c.91]

Так, теоретическое рассмотрение гомогенного зарождения дислокационных петель скольжения авторами работ [121, 129, 349] привело к следующему выражению, характеризующему скорость зарождения петель в единице объема за единицу времени [c.95]

Расчет Тс для гомогенного зарождения частичной дислокационной петли в объеме кристалла проводился аналогично вышеописанному, но с учетом дополнительного введения в уравнение для энергии петли (4.6) члена [c.96]

Гомогенное зарождение петли в объеме кристалла [c.97]

Соответствующие значения при у =30 и 170 эрг/см кЬ =1,47 и 1,65 А для Си и А1 соответственно представлены в нижней части табл. 2 (первая строка, рубрика Б). Видно, что напряжение гомогенного зарождения Тс частичной дислокации выше, чем г , полной дислокации для материала с высокой энергией дефекта упаковки (А1), и, наоборот, ниже для Си, имеющей низкое значение у. [c.97]

Дислокации в монокристаллах, в том числе и в первоначально бездислокационных,. появляются при напряжениях значительно более низких (на несколько порядков величины), чем напряжения, необходимые для гомогенного зарождения дислокаций (G/10—G/30). [c.195]

Рассмотренная схема гомогенного зарождения и роста пор приводит к выводу, что рост пор должен происходить преимущественно в областях, далеких от внешней границы материала. Вблизи этой границы должно происходить растворение пор и диффузионный выход вакансий на границу (внешняя граница может рассматриваться как очень большая [c.67]

Суть модифицирования заключается в следующем. При переходе расплава из жидкого состояния Б твердое необходимо, чтобы между жидкой и твердой фазами образовалась поверхность раздела, что связано с затратой энергии. Уменьшить величину энергетического барьера, а следовательно, увеличить скорость зарождения центров кристаллизации можно за счет создания готовых поверхностей раздела в расплаве, а также уменьшения поверхностной энергии зародыша. То и другое можно регулировать путем введения в расплав элементов-модификаторов. Критический размер зародыша в процессе гетерогенного зарождения (в присутствии элементов-модификаторов) может быть меньшим, чем при гомогенном (без модификаторов), так как слишком мелкие зародыши кристаллизации при гомогенном зарождении не способны к росту, а в присутствии модификаторов размер критического зародыша практически может определяться размерами модифицирующих частиц. [c.104]

В принципе образование стабильного зародыша новой фазы может происходить и в областях кристалла, не содержащих дефектов, в результате возникновения серии благоприятных флуктуаций (гомогенное зарождение), однако в большинстве случаев зародыши в твердой фазе образуются на границах зерен, на дефектах упаковки, дислокациях и т. п., где работа образования зародыша меньше. Образование зародыша в классическом смысле может не требоваться вообще, если в системе имеются какие-либо подходящие готовые зародыши или если такие зародыши могут образовываться из существующих дефектов без термической активации. Кроме того, зародыши, которые неустойчивы при данных условиях из-за того, что они имеют размер меньше критического (докритические зародыши, или эмбрионы), при резком изменении температуры могут стать закритическими. Этот способ зарождения иногда называют атермическим в отличие от термически активируемого образования зародышей. [c.228]

Ai — отношение свободной энергии зарождения в точке границы с мерностью i к свободной энергии зарождения при гомогенном зарождении [c.341]

Тенденция петель принимать кристаллографическую форму алмаза (ромба) была отмечена для ряда чистых металлов и сплавов. Это особенно заметно в сплавах AI—Mg и, как установлено, справедливо для геликоидов и источников переползания, а также для отдельных небольших гомогенно зарожденных петель. Замечательная особенность дислокационных петель в сплавах AI—Mg —это их крайне угловатый вид, который свидетельствует о том, что дислокации могут понижать свою энергию, располагаясь вдоль определенных кристаллографических направлений. Этот факт можно объяснить следующим образом. В металлах с г. ц. к. структурой единичные дислокации обычно диссоциируют на две частичные дислокации в плоскостях Ш , так как это дает возможность снизить энергию системы. В результате этого можно ожидать, что дислокационная петля, лежащая в любой плоскости диссоциирует в тех областях, где Сегмент петли лежит на пересечении с плоскостью (111), При последующем росте этих петель путем переползания зоны петли вдоль плоскостей 111 будут расти, пока это позволит петля, и ее форма определится пересечением характерной плоскости расположения петли с плоскостями 111 . Тогда дислокационная петля должна состоять из двух петель, каж-дая из которых имеет частичный вектор Бюргерса одна петля лежит над другой с полосой дефекта упаковки между ними, причем дефекты упаковки лежат в тех плоскостях 111 , которые содержат единичный вектор Бюргерса. [c.301]

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]

В сплавах системы FeB но мере увеличения скорости охлаждения происходит переход от кооперативного роста к гомогенному зарождению и раздельному росту фаз, образующих эвтектику [13]. При охлаждении со скоростью более 10 °С/с эвтектика состоит из кристаллов a-Fe и моноборида FeB, который заменяет в структуре равновесную фазу РегВ. Наблюдаемое изменение в строении эвтектики связывают с особенностями ближнего порядка в жидком расплаве. [c.67]

При теоретическом исследовании зарождения промежуточных дислокационных петель в большинстве случаев предполагается, что минимальный зародыш петли — диинтерстиция [38]. Согласно теории гомогенного зарождения петель их равновесная концентрация l на стадии завершения зарождения изменяется с температурой Т и скоростью смещения атомов К по следующему закону [39] [c.120]

Ни одна из предложенных моделей — зарождение пор на газовых пузырьках, зарождение пор в каскадах смещения, гетерогенное зарождение пор, гомогенное зарождение пор с участием и без участия примесных атомов — не дает истинного описания процесса зарождения пор и только их совокупность позволяет воссоздать качественную картину процесса во всем температурно-дозном интервале порообразования. (Во всех моделях предполагается, что для зарождения пор наступает ранее насыщение.) [c.124]

В сйлавах Fe—Ni—Со—W с содержанием кобальта 15—20% в процессе старения мартенсита при 440 550° С, приводящего к прочности более 200 кгс/мм . Твердый раствор, по-видимому, расслаивается на микрообъемы размером 20 —40 А, Ьдйи из Которых обогащены Fe и Со,, а другие обогащены Ni и W (в них облегчено зарождение фазы на основе NigW). Такой характер распада твердого раствора определяет гомогенное зарождение и чрезвычайно высокую дисперсность упрочняющей фазы. [c.117]

Первая группа методов основана на использовании химических транспортных реакций и характеризуется тем, что кристаллизация осаждаемого металла в этом случае осуществляется из паров его галоидных соединений (иодидов или хлоридов). Для получения монокристаллов молибдена используются преимущественно, хлориды (см. главу V). В общем дислокационный механизм роста кристаллов из газовой фазы сводится к спиральному присоединению атомов на ступеньке, образованной винтовой дислокацией [21, 77, 125], и в зависимости от режима осаждения позволяет получить поли- и монокристалли-ческие осадки. Скорости химических процессов осаждения металлов в молекулярном, кинетическом или диффузионном режимах очень велики и не зависят от механизма массообмена. Характер кристаллизации и скорость роста кристаллов осаждаемого металла в основном определяется относительным пере-насыш,ением газовой фазы. Осадки в виде высокочистых монокристаллов растут при малых степенях пересыщения газовой фазы, в то время как средние степени пересыщения обеспечивают рост массивных поликристаллов. При высоких степенях пересыщения образуются порошки посредством гомогенного зарождения в газовой фазе. [c.81]

Можно полагать, что в тонких усах дислокаций нет и отсутствуют любые дефекты, которые могут служить их источниками. Пластическая деформация в таких кристаллах должна начинаться в тот момент, когда напряжение достигнет величины, необходимой для зарождения дислокаций в совершенной решетке. Как известно, гомогенное зарождение дислокаций требует напряжения, равного теоретической прочности на сдвиг. После зарождения хотя бы одной подвижной дислокации напряжение падает до значения as, необходимого для движения и размножения дислокаций. Таким образом, величина зуба текучести для усов равна разности напряжений зарождения и размножения дислокаций. При увеличёнии диаметра образца изменяется не только внешний вид кривых а — е, но также и характер пластического течения протяженность легкого скольжения заметно уменьшается и, начиная с d 20 мкм, эта стадия полностью отсутствует. Вслед за острым пределом текучести сразу же наступает сильное деформационное упрочнение. [c.363]

Если п = 1, уравнение (15) описьшает реакщ<ю первого порядка. Однако обычно кинетические кривые имеют, как и в случае образования аустенита, характерную сигмсЗндальную форму. При этом п отличается от 1 и в зависимости от особенностей зарождения участков новой фазы может существенно меняться. При гомогенном зарождении, осуществляющемся с постоянной скоростью, л = 4. Если скорость [c.67]

Это создает предпосылки для гомогенного зарождения выделений с низкой поверхностной энергией Эти фазы об ладают очень высокой стабиль ностью при повышенных температурах в течение длительного времени Когерентность у и у фаз устанавливается путем те трагональных искажений кри сталлических решеток Форма частиц у фазы зависит от ве личины несоответствия решеток частицы имеют сферичес кую форму при несоответствии решеток 0—0,2 %, кубическую при несоответствии 0,5—1 % и пластинчатую больше 1,25% [c.327]

При зарождении полупетли у поверхности по варианту а (см. рис. 61) ступенька не образуется и не поглощается (случай гомогенного зарождения дислокации на поверхности). Для такого варианта при расчете применимы уравнения (4.11) — (4.14), если исключить члены 2ге, 2б/тгтЬ, е и 2е/тг6(т - т/Ь) из уравнений (4.11), (4.12), (4.13) и (4.14) соответственно. [c.98]

Гомогенное зарождение с достаточной скоростью происходит только тогда, когда напряжение достигает теоретического предела прочности таким образом, гомогенное зарождение дислокаций маловероятно. Еще меньщая вероятность зарождения существует для варианта Ь (рис. 61), который сопровождается увеличением энерг ии петли на величину поверхностной энергии образующейся ступеньки (в уравнения (4.11)-(4.14) добавляются со знаком + члены 2ге, lejnTb, е и lejnb (т -- у/Ь), что приводит к еще большему значению [c.98]

Расчет показывает, что при плотности дислокаций 10 /сж и а —200 эрг1см движущая сила, которая давала бы пренебрежимо малую скорость образования зародышей при гомогенном зарождении ( 10 " см сек ), при зарождении на дислокациях дает очень высокую скорость образования зародышей [c.246]

Особый интерес в связи с необычайно большим изменением объема при превращении представляет превращение тетрагональной модификации олова (белого олова) в кубическую (серое олово). Огромное изменение объема приводит к очень большой величине упругой энергии (составляющей при 0° С около 5 ккал г-атом, т. е. примерно в 10 раз больше изменения свободной энергии при превращении), что в соответствии с уравнением (1) практически делает невозможным гомогенное зарождение. Благодаря этим обстоятельствам можно получить прямое подтверждение роли образования зародышей в процессе превращения. Таким подтверждением служит инициирование превращения в результате натирания поверхности белого олова маленькими частицами серого олова. Эта прививка эквивалентна процессу внесения затравки для предотвращения переохлаждения при затвердевании или для облегчения кристаллизации из жидкого раствора. Ряд исследователей указывал, что спонтанно зародыши серого олова никогда не образуются даже в несовершенных кристаллах. Скорость превращения сильно зависит от формы образца и от его термической истории. Для образцов, не претерпевавших превращения, характерен длительный инкубационный период, после же нескольких циклов превращения небольшое число зародышей существует в каждой частице уже к началу превращения. Эти зародыши связаны, вероятно, с неиревратившимися участками серого олова, и в этом случае кинетика превращения при охлаждении может быть описана уравнением (39) с п = д. [c.285]

Вследстие того что непрерывное выделение может протекать под действием малых движущих сил, при этом превращении гомогенное зарождение не имеет особого значения. Так, например, согласно проведенным оценкам, зародыши кремния могли бы образоваться гомогенно из пересыщенного твердого раствора кремния в алюминии при с /с яс 10 , в то время как процесс выделения наблюдается при J a 5. Имеются надежные экспериментальные данные, которые подтверждают существующее предположение о том, что зародыши образуются преимущественно вдоль плоскостей скольжения и субграниц в соответствии с этим наклеп обычно значительно ускоряет превращение. Имеется также большое количество электронно-микроскопических и микроскопических данных о возникновении выделений на линиях дислокаций. Сами дислокации впервые стали видимыми , когда было обнаружено, что в прозрачных кристаллах фотографической эмульсии серебро может выделяться вдоль дислокационных линий. [c.293]

Гинье — Престона зоны (кластеры). 300, 301, 302 зоны 1 302 зоны 2 303 Гомогенизация 24, 138, 146 Гомогенное зарождение 328 см. [c.475]

Если большие тетраэдры образуются в результате гомогенного зарождения, а пустоты — в результате гетерогенного, то это должно находиться в согласии с экспериментальными результатами, так как величина Си уменьшается с уменьшением температуры закалки Tq, а величина Сг остается неизменной для данного образца. Это отношение также уменьшается, если при данной температуре закалки используется менее чистый образец. Та температура закалки, ниже которой преобладающим становится гетерогенный процесс образования зародышей вакансионных скоплений, была названа Коттериллом и Сегалом критической температурой Гкр. Следовательно, для золота чистотой 99,999% л 800° С, а для золота чистотой 99,98% Гкр может превысить температуру плавления металла. Коттерилл и Сегал [17] смогли подтвердить эту простую модель количественными расчетами. Мы вернемся снова к этой модели после рассмотрения процессов в закаленном алюминии. [c.73]

Эмбери и др. [46] исследовали тонкие образцы чистого алюминия или сплава AI — 7% Mg, которые деформировались растяжением перед закалкой. К сожалению, влияние предзакалочной деформации затемнялось гораздо большими термическими деформациями, которые появлялись в процессе самой закалки. Авторы отметили, что в чистом алюминии плоскости скольжения, активные во время закалки, имели более ступенчатые дислокационные линии и умеренную плотность дислокационных петель определенной геометрической формы, в то время как области, далекие от плоскостей скольжения, имели высокую плотность гомогенно зарожденных дислокационных петель. В сплавах после обычной закалки петель было очень мало, но когда образцы деформировались перед или во время закалки, плотность петель увеличивалась на несколько порядков, причем петли располагались по активным плоскостям скольжения. Эмбери и др. интерпретировали результаты исходя из легкого гомогенного зарождения петель и возможности движущейся дислокации адсорбировать и перераспределять вакансии в чистом металле и сплаве. [c.335]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...