Зародыши кристаллов скорость

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]

А. Д. Чернов установил, что кристаллизация состоит из процесса зарождения зачатков или зародышей кристаллов (центров кристаллизации) и процесса роста кристаллов. Суммарная скорость кристаллизации зависит от скорости зарождения центров кристаллизации в единице объема жидкого металла (ч. ц.) и скорости их роста (с. к.). Г. Тамман нашел, что число центров и скорость их роста [c.46]

Чем больше скорость образования зародышей кристаллов, тем мельче будут кристаллы в осадке, тем лучше будут механические свойства покрытия. [c.26]

При применении первого способа вводимые элементы должны иметь небольшую растворимость по отношению к основным элементам сплава или должны образовывать соединения с другими элементами в виде дисперсных частиц. Тогда они эффективно подавляют рост зерен. По второму способу сплав, находящийся в жидком состоянии, быстро охлаждается, например путем разбрызгивания на охлаждаемые водой вращающиеся валки. Сплав затвердевает мгновенно, зародыши кристаллов не растут, получается тонкая кристаллическая структура. При применении третьего способа предварительно получают мелкий порошок, который затем спекают при высокой температуре и высоком давлении. При этом дисперсный кристаллический порошок сохраняется в исходном состоянии. Этот способ так же эффективен, как и способ обеспечения высокой скорости образования зародышей. [c.130]

Форма растущих кристаллов зависит не только от условий их столкновения между собой, но также от состава сплава, наличия примесей и условий охлаждения. Механизм образования кристаллов в большинстве случаев носит так называемый дендритный характер. При дендритной кристаллизации рост зародышей кристаллов происходит с неравномерной скоростью. После образования зародышей их развитие идет главным образом в тех направлениях решетки, которые имеют наибольшую плотность расположения атомов (минимальное межатомное расстояние). В этих направлениях возникают длинные ветви будущего кристалла — оси первого порядка (рис. 1.6). От осей первого порядка под определенными углами растут новые оси — оси второго порядка 1, от осей второго порядка — оси третьего порядка 2. По мере кристаллизации образуются оси более высокого порядка (четвертого, пятого, шестого и т. д.), которые постепенно заполняют все промежутки, ранее занятые жидким металлом. [c.12]

Кристаллизация складывается из двух элементарных процессов - зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов из этих центров. Скорость каждого из процессов зависит от степени переохлаждения (п) жидкости относительно равновесной температуры, т.е. температуры, при которой энергии Гиббса жидкого и кристаллического состояний равны. При п = О образование зародышей кристаллов (центров кристаллизации) невозможно, поскольку равен нулю движущий фактор процесса (разность энергий Гиббса жидкого и твердого состояний). С увеличением переохлаждения эта разность растет, вызывая увеличение скорости возникновения центров (числа центров - ч.ц.) и скорости роста кристаллов (с.к.). Однако, с увеличением п снижается диффузионная подвижность атомов, что вызывает торможение обоих элементарных процессов. При значительном переохлаждении атомы становятся столь малоподвижными, что кристаллизация полностью подавляется. [c.31]

Локальные скопления кислорода на подложке способствуют развитию микроскопических дефектов в зародышах кристаллов на этих скоплениях. Развитие зародышей связано с вхождением кислорода в их состав. Уже на этой стадии возникают условия, когда кристаллы на локальных скоплениях приобретают преимущество в скорости роста вследствие их дефектности. В процессе дальнейшего роста дефектность не только не уменьшается, а, напротив, увеличивается в результате повышенной аккомодации не только атомов меди, но и кислорода. Каждый кристалл такой локальной совокупности имеет свою ориентировку, определяемую ориентировкой зародыша. Поэтому отбор по энергетическому фактору практически не происходит. Кристаллы растут независимо друг от друга, текстура роста не возникает, а если возникает, то она, по-видимому, отражает текстуру зарождения. Огрубление поверхности кристаллов выроста, приводит к нормальному закону их роста, что и обеспечивает совпадение направления роста с направлением подачи атомов меди. [c.90]

Законы термодинамики второй 11 — 13, 38 первый 9, 10 Зародышеобразование 155 скорость 159, 160 классическая теория 228 Зародыши кристаллов 155—162, 227—230, 415, 416, 452, 453 [c.477]

Хотя слой образуется не из основного материала, тем не менее обработка поверхности перед фосфатированием играет немаловажную роль, так как именно этим обусловливается скорость образования зародышей кристаллов и скорость их роста. Однако для современных быстродействующих электролитов эти влияния не так сильны. Данные о фосфатных покрытиях приведены в табл. 14.15, откуда видно, что способ фосфатирования и обработка покрытия в ванне определяются его назначением. [c.720]

Образование центров кристаллизации и их рост можно видеть на следующей схеме (рис. 22). Предположим, что в жидком металле в течение 1 сек возникает пять зародышей кристаллов, которые растут с определенной скоростью. К концу второй секунды эти зародыши выросли до некоторых размеров и возникли еще пять новых зародышей кристаллов. Этот процесс кристаллизации продолжается до тех пор, пока не исчерпается вся жидкая фаза металла (см. рис. 22, 7 сек). Пока зародыши растут свободно, они име от [c.74]

Предварительное травление металла оказывает отрицательное влияние не только при обычном способе фосфатирования, по и при фосфатировании в присутствии ускоряющих добавок. Наблюдения В. Маху [130] показали, что продолжительность фосфатирования протравленной стали в цинкфосфатном растворе, содержащем нитрат цинка, увеличивается с 3 до 10 мин, а значение потенциала фосфатной пленки снижается с 0,15 до 0,05 в. По данным Л. Шустера [117], влияние травления металла с образующейся при этом на его поверхности пленке загрязнений сказывается в меньшей степени при фосфатировании в присутствии окислителей, чем при обычном способе. Отрицательное влияние травления металла проявляется незакономерно. Наблюдаются колебания в результатах фосфатирования протравленного металла, что связано с влиянием пленки загрязнений на скорость образования и числа зародышей кристаллов. [c.98]

Из всех способов оксидирования стали наиболее полно исследовано химическое оксидирование в щелочных растворах. Взаимодействуя с горячей концентрированной щелочью, железо растворяется и образует закисные соединения. Введение в раствор окислителей изменяет ход процесса и приводит к образованию на металле окисной пленки. Она состоит в основном из магнитной окиси железа. Формирование пленки начинается с появления на металле ее кристаллических зародышей. [1]. Разрастаясь, они образуют сплошной слой окисла. По мере того как окисел покрывает металл, изолируя его от воздействия электролита, уменьшается скорость растворения железа и образования пленки. Скорость роста пленки и ее толщина зависят от соотношения скоростей образования центров кристаллизации и роста отдельных кристаллов. При большой скорости образования зародышей кристаллов количество их на поверхности металла быстро увеличивается — кристаллы смыкаются, образуя тонкую сплошную пленку. Если же скорость образования зародышей невелика, то до того, как они сомкнутся, увеличится высота каждого зародыша, и пленка достигнет большей толщины, чем в первом случае (фиг. 1). [c.6]

Кристаллизация представляет собой совокупность двух процессов— процесса образования зародышей кристаллов и процесса роста кристаллов. Оба процесса протекают одновременно. Скорость протекания каждого из них определяется условиями проведения кристаллизации. Так, например, быстрое охлаждение, перемешивание раствора, высокая температура и низкий молекулярный вес кристаллов приводят к интенсификации процесса образования зародышей. При этом скорость образования зародышей превышает скорость роста кристаллов, вследствие чего кристаллы получаются мелкими. При медленном охлаждении, низкой температуре, высоком молекулярном весе и неподвижном растворе процесс образования зародышей замедляется, а поэтому создаются условия для роста кристаллов. [c.249]

Далее Тамман построил эмпирические кривые зависимости скорости образования зародышей и скорости роста кристаллов от степени переохлаждения. Однако теория фазовых превращений получила развитие в последнее время главным образом в работах советских исследователей [4, 5, 6, 7, 8 и 9]. [c.381]

Однако при охлаждении расплавленного металла и уменьшении степени хаотичного движения для получения кристаллического строения необходимо образование зародышей кристаллов и рост их за счет присоединения частиц контактирующей с ним жидкости. И для зарождения таких центров кристаллизации, и для их роста требуется, чтобы возникающая твердая фаза энергетически была более целесообразной, чем ранее существовавшая жидкая. Это может быть достигнуто только при более низкой температуре, чем критическая. Поэтому процесс превращения жидкости в кристаллическое тело возможен только в случае снижения температуры хотя бы в отдельных участках, где образуются и растут зародыши, ниже температуры плавления. Степень такого необходимого переохлаждения зависит от характеристик самого металла и от скорости отвода тепла — скорости охлаждения. [c.123]

Первые работы [Л. 1, 2, 3], начатые еще в 30-х годах, были посвящены исследованию процесса образования зародышей кристаллов в расплавах различных веществ, помещенных в межполюсное пространство электромагнита. Опытами было установлено, что магнитное поле повышает скорость образования зародышей кристаллов, но замедляет дальнейший рост возникающих кристаллов. Причем начальная скорость прироста числа центров кристаллизации приблизительно про- [c.117]

Это явление называется тепловым гистерезисом. Чем меньше скорость охлаждения (или нагрева), тем меньше гистерезис. При затвердевании и аллотропическом превраш ении в металле вначале возникают зародыши кристалла (центры кристаллизации), вокруг которых затем группируются атомы, образуя соответствующую кристаллическую решетку. [c.22]

Кристаллизация идет с достаточной скоростью лишь в пересыщенных растворах. В пересыщенном растворе в первый-инкубационный-период образуются зародыши кристаллов. Начало и скорость образования зародышей в растворе зависит от степени пересыщения, природы растворенного вещества и растворителя, наличия нерастворимой твердой фазы, действия электрического поля и других факторов. [c.296]

При низкой температуре литья и медленном охлаждении, например в серединных слоях крупных отливок, также создаются условия для возникновения зародышей кристаллов, о приводит к образованию во внутренней части отливки структурной зоны 3, состоящей из равноосных различно ориентированных дендритов (рис. 20). Размеры этих кристаллов зависят от степени перегрева жидкого металла, скорости охлаждения, химического состава, наличия примесей и др. [c.34]

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]

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]

В случае сильного перегрева металла, быстрого охлаждения, высокой температуры литья и спокойного заполнения формы зона удлиненных дендритных кристаллов может полностью заполнить весь объем слитка (см. рис. 2, а). При низкой температуре литья, очень медленном охлаждении (например, в серединных слоях крупных отливок) создаются условия для возникновения зародышей кристаллов в средней части слитка. Это приводит к образованию во внутренней части отливки структурной зоны < У, состоящей из равноосных, различно ориентированных дендритных кристал.штов (рис. 24). Размеры их зависят от степени перегрева жидкого металла, скорости охлаждения, наличия иримесей и др. [c.39]

Таким образом, интенсивность накипеобразования определяется скоростью передвижения Са(НСОз)2 к поверхности нагрева и интенсивностью образования кристаллов. Скорость кристаллизации характеризуется скоростью возникновения центров кристаллизации (т. е. зрелых зародышей) и линейной скоростью кристаллизации. [c.83]

Весьма эффективны эксперименты, выполненные in situ в колонне электронного микроскопа. Они позволяют проследить за поведением аморфных сплавов при нагреве и пластической деформации. Нагрев тонкой фольги дает возможность проследить за морфологией и кинетикой процесса кристаллизации. Удается не только выявить структуру первой кристаллической фазы (как правило, метастабильной), но и вычислить скорость образования зародышей и скорость роста кристаллов в аморфной матрице (12.91. В качестве примера на рис. 2.8 представлена электрон- [c.167]

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]

Получаемые по этому способу фосфатно-оксидные покрытия по внешнему виду мало отличаются от пленок, образуемых при щелочном оксидировании (воронении), а по принципу своего образования и составу электролита относятся к типу пленок, получаемых при фосфатировании. Вследствие высокой концентрации окислителя возрастает скорость возникновения зародышей кристаллов и количество их, в результате чего рост отдельных кристаллов ограничивается и толщина пленки остается в пределах 1- 3 мк. Цвет пленки зависит, главным образом, от состава обрабатываемого металла и состояния его поверхности. На полированной поверхности деталей из углеродистой стали покрытие имеет черный цвет, а на изделиях из легированной стали оно приобретает серый цвет. На опескоструенной поверхности цвет пленки изменяется от черного до темно-серого. [c.101]

Указанный эффект связан с увеличением скорости образования зародышей кристаллов. Не изменяя непосредственно механизм кристаллизации солей, действие ультразвука подобно влиянию температуры или перемешиванию [174], а также наличию примеси [175] — оно способствует ускорению кристаллизации и изменяет дисперсность и форму образуюнщхся кристаллов. [c.106]

Характер металлического осадка на катоде зависит от соотношения скоростей образования зародышей кристаллов и их роста. Чем большее число кристаллических зародышей возникает в единицу времени, тем более мелкозернистый осадок образуется на катоде. Наоборот, если условия электролиза способствуют преимущественному росту отдельных кристаллов, то выделяется глубококристаллический осадок металла. Установлено, что для возникновения новых зародышей кристаллов необходима более высокая катодная поляризация, чем для дальнейшего их развития и формирования, что является основным условием образования мелкокристаллической структуры осадков. Как известно, характер осадков и величина катодной поляризации зависят от природы металла. [c.142]

При заполнении полости формы металлом нагревается поверхность слоя формы и постепенно затвердевает металл с образованием кристаллической решетки. Зародышами кристаллов могут быть таКНче продукты металлургических процессов, вокруг которых образуются кристаллы. Они располагаются в отливке перпендикулярно к охлаждаемой поверхности. Скорость затвердевания металла в отливке неравномерна. В утолщенных местах отливки металл затвердевает значительно медленнее вследствие нагрева формы, чем в тонких сечениях. [c.94]

Процесс формирования окисной пленки определяется составом оксидировочного раствора и режимом работы. При большой концентрации окислителя возрастает скорость окисления и образования зародышей кристаллов. В растворах с меньшей концентрацией окислителей эти процессы происходят медленнее, и пленка достигает большей толщины. Повышение концентрации едкого натра приводит к утолщению пленки. Однако [c.6]

Кристаллическое строение сплава называется его структурой. Свойства сплавов зависят от образующейся в процессе кристаллизации структуры. Процесс кристаллизации начинается с образования кристаллических зародышей — центров кристаллизации. Скорость кристаллизации гаъисат от скорости заро кдения центров кристаллизации и скорости роста кристаллов чем больше число образующихся зародышей и скорость их роста, тем быстрее протекает процесс кристаллизации. [c.6]

Это превращение должно совершаться при- -18° (точка перехода), однако оно практически происходит при более низких температурах в силу обычно наблюдаемого сильного переохлаждения р-модификации. Поэтому при обыкновенной (комнатной) температуре получаются кристаллы -модификации олова известного вида, называемого обычно белым оловом. Хотя эта модификация в условиях ниже +18 является уже неустойчивой, но переход ее в модификацию а (так называемое серое олово) не происходит при комнатной температуре, что можно объяснить, основываясь на теории Таммана число зародышей и скорость превращения для кристаллов этой модификации в данных условиях весьма малы. С понижением температуры ниже +18° число зародышей и скорость кристаллизации возрастают, и при температурах градусов на 20 ниже нуля процесс перехода -модификации в а-модификацию совершается сравнительно быстро вплоть до полного завершения превращения. Кристаллы р-модификации, изменяя свое внутреннее строение из тетрагональной призмы в решетку типа алмаза (фиг. 8), вместе с тем резко изменяют удельный вес с 7,3 до 5,5 и внешние очертания. При этом кристаллы а принимают такую форму, что не укладываются в плотную массу тесно прилегающих друг к другу зерен. Плотный, тягучий исходный -металл превращается в столь хрупкий, что легко рассыпается в порошок. Конечно, всякое изделие из олова должно при этом стать негодным. В практике это явление известно под названием оловянной чумы . Здесь аллотропическое превращение сопровождается полным изменением вида первоначальных кристаллов и образозанием довых, совершенно иных по величине и форме. [c.35]

Если анодный процесс продолжается, то образуется достаточная концентрация ионов Ре + и Ре " , чтобы превысить произведение растворимости магнетита, который и выделяется в виде осадка. Мы могли бы ожидать получения защитной пленки из магнетита. Однако скорость зарождения центров кристаллизации у магнетита низка если произведение растворимости превышено лишь слегка, то число образующихся зародышей кристаллов будет ограниченным, причем магнетит преимущественно осядет на существующие кристаллы, а не образует новые зародыши. Таким образом, получится небольшое число кристаллов значительных по размеру, покрывающих лишь часть поверхности, а не массу мелких кристалликов, образующих защитную пленку. Кроме того, кристаллы выделяются не обязательно в точке взаимодействия металла с коррозионной средой. Напротив, если концентрация щелочи увеличилась в трещине, а вне трещины раствор более разбавленный, то образующиеся в трещине ферроат и феррит могут диффундировать наружу и выделиться в виде магнетита снаружи, поскольку разбавление сдвигает равновесие влево и, следовательно, приводит к образованию простых катионов. Мысль, что образование в котлах в процессе щелочного растрескивания магнетита, не обладающего защитными свойствами, является следствием взаимодействия ферроата и феррита, принадлежит Уиру, [c.416]

Кристаллизация состоит из двух основных стащт - образования зародышей кристаллов и роста кристаллов, причем обе эти стадии обычно протекают одновременно. Если скорость образования за-родьш1ей кристаллов больше скорости их роста, то получается большое количество мелких кристаллов. Если же скорость появления зародышей кристаллов меньше скорости их роста, то образуются кристаллы больших размеров, но в меньшем количестве. [c.291]

Бейнитное превращение, как и мартенситное, протекает сдвиговым путем. Однако в отличие от мартенситного превращения возникновение бейнитного превращения и его объемная скорость лимдтируются диффузией углерода [35, 68, 5]. Действительно, для образования зародыша кристалла а-фазы по мартенситной кинетике в доэвтектоидной стали с концентрацией углерода С (см. рис. 1, II, а) при некоторой температуре которая выше температуры начала мартенситного превращения, очевидно, необходимо предварительное обеднение отдельных микрообъемов у-фазы углеродом до концентрации В обедненных объемах -фазы [c.36]

Электроосаждение металлов часто рассматривается как процесс электрокристаллизации, протекающий в две стадии образование центров кристаллизации и рост образовавишхся зародышей кристаллов. Каждый из этих двух процессов протекает с определенной скоростью, и в зависимости от того, какой из них преобла дает, получается та или иная структура металла чем больше скорость образования центров кристаллизации, т. е. чем больше число кристаллов, возникающих на покрываемой поверхности в единицу времени, тем мельче кристаллы осадка. Относительная скорость ьроцессов обргзования и роста кристаллов, а следовательно, и структура осадков на катоде, зависит от многих факторов, главными из которых являются нлотность тока, температура и состав электролита. [c.8]

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]

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 ...