Зародыши кристаллов гомогенные

При фазовом переходе следует делать различие между гомогенным и гетерогенным образованием зародышей. При гомогенном образовании зародышей имеет место фазовый переход (например, расплав—кристалл) при отсутствии границ раздела, т. е. внутри самой фазы за счет статистических колебаний плотности и кинетической энергии без участия посторонних поверхностей раздела. Если кристаллизация происходит на стенках сосуда, на других кристаллах (т. е. при участии посторонних по- [c.284]

В реальных условиях форма и размер образующихся кристаллов, помимо условий столкновения, зависят от направления и скорости отвода теплоты, температуры жидкого металла, вида и количества примесей (при росте кристаллов на частицах примесей, играющих роль готовых центров, образование зародышей называют гетерогенным в отличие от гомогенного - самопроизвольного образования). Нередко при кристаллизации возникают разветвленные древовидные кристаллы, называемые дендритами. [c.32]

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]

Рис. 13.11. Скорость гомогенного образования зародышей г.о.з и скорость роста кристаллов как функция

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]

Однако следует учитывать, что необходимое для образования неметаллических включений пересыщение в реальных условиях может быть значительно меньше величин, полученных в работе [47]. Это связано с тем, что при расчете [47] расплав принимали за гомогенную среду. В действительности в сварочной ванне находятся тугоплавкие частички кварца, корунда, мельчайшие кристаллы металла и т. д. Известно, это показали термодинамические расчеты [56, 57] и эксперименты [58], что образование новой фазы в гетерогенной среде происходит значительно легче, чем в однородной. В случае гетерогенного образования зародыша критического размера изменение изобарного потенциала будет [59] [c.49]

Если зарождение атом-вакансионных состояний гомогенно и существует накачка через поверхность, то конденсация атом-вакансионной фазы начнется вблизи поверхности после преодоления порога. Последующее нарастание возбуждения увеличивает число атом-вакансионных нар и область атом-вакансионных состояний во -вдем объеме кристалла. В случае гетерогенного зарождения существует критический размер зародыша для образования атом-вакансионных фаз. При этом их образование будет определяться объемом V, общей концентрацией N областей атом-вакансионных состояний во всем объеме кристалла, их поверхностной энергией и мощностью накачки "f. [c.12]

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]

Предпосылкой гетерогенного образования зародышей (например, капли на подложке данного чужеродного кристалла), является смачиваемость. В таком случае процесс образования зародышей определяется в первую очередь межфазной энергией на границе кристалл — жидкость. Эта энергия характеризуется углом смачивания капельки маточной фазы на чужеродной подложке (рис. 13.7). Поэтому образование зародышей в значительной степенп определяется межатомнымн силами взаимодействия между частицами внутри маточной фазы, с одной стороны, и подложки, с другой. Если силы между частицами зародышей фазы и подложки больше, чем межчастичные силы внутри маточной фазы, тогда гетерогенное образование зародыщей имеет энергетическое преимущество перед гомогенным, так как благодаря этому достигается уменьшение свободтюй энтальпии. Гетерогенное образование зародышей наступит, если [c.296]

Расплав стекла соответствующего химического состава с содержащимся в нем катализатором используют для формования необходимых изделий. При охлаждении расплав переходит в стеклообразное состояние, так как зародыши кристаллизации образуются при таких температурах, при которых скорость их роста ничтожно мала. При повторном нагреве отформоваппых из стекла изделий при температуре, близкой к температуре происходит гомогенная нук-леация (возникновение зародыпшй) кристаллов катализатора, которые, зарождаясь гомогенно, растут до определенных размеров и становятся гетерогенными зародышами для других кристаллических фаз, выделяющихся в стекле впоследствии. Самые маленькие устойчивые зародыши кристаллизации, появляющиеся в этот период, могут содержать всего около трех атомов, причем в каждом кубическом миллиметре стекла могут образовываться биллионы таких зародышей. При дальнейшем повышении температуры зарождаются и растут кристаллы других кристаллических фаз в стекле, и если были подобраны соответствующие состав стекла и катализатор, то происходит прогрессивная кристаллизация — изделие полностью и равномерно закристаллизовывается. Содержание кристаллической фазы в таком материале может достигать 95%, причем размеры опти- [c.237]

Застекловывание салола представляет характерное явление для веществ со сложными молекулами. Таммап [143] экспериментально изучал зависимость от переохлаждения Те — Т = АТ линейной скорости кристаллизации (а) и числа центров кристаллизации (р), образующихся за определенное время в известном объеме прозрачной жидкости. Он получил кривые с максимумом, сдвинутые по температуре друг относительно друга. Увеличение вязкости расплава по мере переохлаждения приводит к торможению не только роста готового кристалла, но и процесса зародышеобразования. В таммановских кривых (Р) не отделены гетерогенное и гомогенное зародышеобразование. Возможность полной остановки кристаллизации при больших переохлаждениях представляет эффект, не имеющий аналогии в превращениях жидкость газ. В отсутствие готовых центров и активных примесей кристаллизация начинается на спонтанных зародышах гомогенного происхождения. Однако реализовать чистые условия долго не удавалось. По данным [12] максимальное переохлаждение для висмута и олова не превышало 30°, а для натрия и калия — 3,5°. Если воспользоваться последним значением, то для поверхностного натяжения на границе кристалл — расплав получим явно заниженную величину а [c.160]

При переходе жидкость—пар или обратно, так же как и при переходе жидк ость—кристалл, т. е. при кристаллизации, возможны задержки в переходе, связанные с задержками образования новой фазы вследствие того, что оно требует увеличения запаса свободной энергии системы за счет свободной поверхностной энергии = ff S) образующегося зародыша новой фазы — кристаллнк-а, капельки жидк-ости или пузырька пара (работа образования зародыша, являющаяся мерой устойчивости ме гастабильно1 о состояния). Т. о. точка гашения (при данном давлении) или точна появления новой фазы на изотерме сжатия пара м. б. перейдена в обе стороны с сохранением гомогенности (однофазности) системы. Соответствующие состояния гомогенной системы в отличие от стабильных состояний ее до точки перехода и называются м е т а с т а- [c.183]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...