Рост кристаллов теории

ТЕОРИЯ ОРИЕНТИРОВАННОГО РОСТА. Эта теория основана на том факте, что подвижность границ М. и соответственно скорость миграции границ зерен резко зависят от взаимной ориентировки соседних кристаллов и ряда других факторов, Согласно указанной теории на [c.406]

Металловеды и кристаллофизики затратили наибольшие усилия для раскрытия тайн процессов зарождения и роста кристаллов. Весомый вклад в разработку теории твердофазной кристаллизации внесли [c.102]

При рассмотрении процессов роста кристалла успешно используется теория дислокаций [143]. Рост кристалла хорошо объясняется при наличии в нем хотя бы одной дислокации, имеющей винтовую компоненту и выходящей на плотноупакованную атомную плоскость. [c.180]

Количественная теория роста кристаллов, основанная на термодинамических представлениях, хорошо разработана [144]. Согласно представлениям этой теории, рост кристаллов с простой кубической решеткой из аров того же вещества, окружающего зародыш, происходит следующим образом. Атомы паров адсорбируются на поверхности кристалла, где имеются ступеньки и перегибы, одновременно происходит акт десорбции. За время между этими актами атом успевает из-за большой скорости поверхностной диффузии продиффундировать в более устойчивое положение, где он взаимодействует с двумя соседними атомами. Надо иметь в виду, что энергия осаждающегося на поверхность атома будет зависеть от того, какое место он на ней занимает, и тем сильнее, чем больше число соседей. Наименее устойчив изолированный атом на грани кристалла (рис. 64), который поэтому будет возгоняться в первую очередь. Наиболее прочно связанным будет атом, попадающий в дырку [8]. [c.180]

Затвердевание, или кристаллизация. Процесс начинается с образования зародышей (см. теорию), на которые из жидкой (или газообразной) фазы затем осаждаются атомы, ионы или молекулы. Процесс затвердевания, или кристаллизации, можно подразделить на две части а) зародыше-образование и б) рост кристалла. [c.61]

Дадим качественную интерпретацию механизма возникновения слоистости в покрытиях. Как отмечалось, слоистость относится к дефектам роста кристаллов. Будем считать, что в процессе роста кристалл стремится к наиболее совершенному строению, что обеспечивается вытеснением примесного компонента, нарушающего - это строение, на фронт роста. Это допущение апробировано многочисленными работами по теории роста кристаллов. [c.79]

Основы теории кристаллизации разработаны основоположником металловедения Д. К. Черновым, который установил, что кристаллизация состоит из двух процессов зарождения мельчайших частиц кристаллов (зародышей, или центров, кристаллизации) (рис. 3, а) и роста кристаллов из этих центров (рис. 3,6). [c.14]

Фольмер исследовал поверхностную диффузию, наблюдая рост кристаллов ртути. Если испарять ртуть в высоком вакууме на достаточно переохлажденную поверхность, то образуются кристаллы с пластинчатым габитусом. Полагая, что в пространстве над жидкостью действует давление насыщения, можно с помощью кинетической теории конденсации рассчитать число атомов, ударяющихся в единицу времени о единицу поверхности. Эксперимент показал, что кристалл в ширину растет в 1000 раз быстрее, а в толщину в 10 раз медленнее, чем следует из расчета. Это расхождение можно объяснить только диффузией атомов ртути по плоскости пластинок. [c.359]

Через 10 лет, в 1878 г., Д. К. Чернов сделал в Русском техническом обществе новый доклад Исследования, относящиеся к структуре литых стальных болванок , в котором развил свои замечательные идеи о кристаллизации стали и центрах кристаллизации, выделении газов и изменении объема при переходе стали из жидкого в твердое состояние и яв.тении ликвации. Те.м самым Д. К. Чернов установил в вопросах теории кристаллизации приоритет русской науки и значительно раньше Г. Таммана, проводившего свои опыты с прозрачными органическими веществами в маленьких тигельках, создал учение о центрах кристаллизации и законах роста кристаллов на больших объемах стали — малоподвижной жидкости, залитой в чугунные изложницы. [c.12]

Изучалось влияние движущихся частиц В4С в сульфатном электролите на структуру покрытий медью в условиях, когда исключается соосаждение частиц [226]. При увеличении концентрации порошка до 15 г/л средний размер зерен покрытия повышался с 1 до 4 мкм, а твердость осадков понижалась. При потенциостатических условиях (величина перенапряжения равна 150 мВ) сила тока возрастала с 0,45 до 0,60 А. Авторы работы [226] дают объяснение описанным изменениям в соответствии с теорией электрокристаллизации [192, 199], согласно которой скорость роста кристаллов понижается при адсорбции чужеродных растворенных веществ в растворе. Дисперсные частицы очищают поверхность от этих веществ, что способствует укрупнению кристаллических зерен покрытия. [c.140]

При проверке теории дислокаций и исследовании влияния дислокаций прежде использовались косвенные методы обнаружения дислокаций. В частности, для этой цели использовались рентгеновский метод, наблюдение за ростом кристаллов и исследование изменений некоторых свойств кристаллов при пластической деформации. В настоящее время разработаны надежные прямые методы исследования формы и расположения дислокационных линий на поверхности и внутри кристаллов и на границах зерен. В некоторых случаях наблюдают следы выхода дислокации на поверхность образца. [c.77]

Общие положения теории кристаллизации. Процесс затвердевания жидкого металла представляет собой рост кристаллов в результате присоединения к их поверхности отдельных атомов из окружающего расплава. На характер кристаллизации влияют среда, в которой происходит рост кристалла, температура среды, градиент температур, скорость охлаждения, концентрация элементов и другие факторы. Процессы зарождения и роста кристаллов определяют в конечном итоге структуру литого металла. [c.514]

Теория дислокаций в настоящее время получила исключительно большое развитие не только в направлении разработки теоретических основ, но также и экспериментального ее подтверждения. За последние годы проведен ряд тонких экспериментов, убедительно показывающих образование дислокаций в процессе роста кристаллов из паров или расплава. Так, например, современные оптические приборы позволили наблюдать образующиеся на растущей поверхности кристаллов ступеньки, содержащие дислокации. Наблюдение за спиральным ростом кристаллов удалось осуществить на карборунде [1], парафине [2], берилле [3], кадмии и магнии [4] и других Форма наблюдаемых ступенек роста (неполных атомных плоскостей) совпадает с предсказаниями теории Франка [5, 6], показавшего, что наличие дислокаций создает условия для роста кристалла без образования новых зародышей взамен выросших в полные атомные плоскости. Наблюдаемые на поверхности растущего кристалла спиральные ступеньки являются непосредственным доказательством существования дислокаций в реальных металлах. [c.16]

Теория дислокаций с единой точки зрения позволила объяснить низкое значение реальной прочности монокристаллов по сравнению с теоретической прочностью, концентрацию скольжения в полосе скольжения, упрочнение, изменение упругих констант и внутреннего трения при холодной деформации или после отжига, явление отжига, процесс полигонизации, процессы усталости, ползучести и ряд других вопросов. Следует, однако, отметить, что в большинстве своем теория дислокаций пока еще дает лишь качественное объяснение явлениям, сопровождающим пластическую деформацию. Применительно же к вопросам роста кристаллов и теории границ зерен получен ряд экспериментальных данных, находящихся в полном соответствии с данными теории дислокации. Иными словами, теория дислокаций достигла в своем развитии такого уровня, при котором ее можно применять для объяснения экспериментальных данных и уточнения технологических процессов. [c.16]

Теория непрерывной кристаллизации разработана Г. Тамманом на основе исследований кристаллизации органических веществ при различных температурах. Г. Тамман установил, что при переохлаждении жидкого расплава в нем самопроизвольно зарождаются центры кристаллизации и начинается рост кристаллов. В связи с этим скорость кристаллизации определяется как числом центров (ч. ц.) кристаллизации, зарождающихся в единицу времени, так и линейной скоростью роста кристаллов (с. к.) в единицу времени. Соотношение этих величин определяет размер образующихся кристаллов. [c.267]

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]

В соответствии с теорией роста кристаллов затвердевание жидкого металла на подложке происходит путем образования новых [c.52]

Настоящая глава посвящена главным образом интерпретации пластических свойств кристаллических твердых тел на основе представлений теории дислокаций. Пластические свойства— текучесть и скольжение — связаны с необратимой (пластической) деформацией, а упругие свойства — с обратимой (упругой) деформацией. Ниже мы увидим, что дислокации играют определенную роль в процессах роста кристаллов. [c.691]

НЫХ зародышей. Однако Фольмер и Шульце наблюдали рост кристаллов иода при пересыщении паров иода менее 1%, причем минимальная наблюдавшаяся ими скорость роста была в раз больше предсказываемой по теории роста идеальных кристаллов. Это было значительным расхождением между теорией и экспериментом. [c.713]

Вряд ЛИ МОЖНО было бы ожидать, что в процессе роста кристалла ступенька на поверхности останется прямолинейной. Атомы будут садиться на поверхность вблизи ядра дислокации с такой же скоростью, как и вдали от него. Легко видеть, что в результате ступенька должна закручиваться вокруг ядра, образуя спираль, как показано на фиг. 139 справа. Такая конфигурация была теоретически предсказана в самом начале развития теории дислокаций [c.506]

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]

Под влиянием конкретных тепловых и кинетических условий кристаллизации металла шва, химического состава сплава, градиента температур, скоростей сварки и кристаллизации в различных зонах шва возможно образование разной первичной структуры — столбчатой, полиэдрической. Столбчатая и полиэдрическая структура, в свою очередь, могут быть ячеистыми, ячеисто-дендритными, дендритными. Все эти структуры в шве можно не только получить, но и управлять их развитием, изменяя условия роста, как это следует из теории концентрационного переохлаждения. Такие параметры роста кристалла, как скорость кристаллизации Укр и градиент температур в жидкой фазе grad 7ф, оказывающий наиболее существенное влияние на образующуюся структуру, можно рационально подбирать и изменять при сварке. Температурный градиент в жидкости может быть повышен увеличением тепловой мощности дуги путем повышения напряжения или силы тока или может быть понижен путем предварительного подогрева. Скорость кристаллизации можно регулировать изменением скорости сварки. [c.453]

В теории затвердевания изложенный меха,низм в своей основе остался без изменений. Считается, что образование рассеяной пористости является неизбежным. Можно лишь при дендритном росте кристаллов добиться уменьшения размера пор, увеличивая дис1персность микростроения кристалла (например, уменьшением расстояния между вторичными осями дендритов при ускорении затвердевания отливки). Для герметичности отливок и их механических свойств рассеяная усадочная пористость большой угрозы не представляет. [c.167]

Основы теории кристаллизации были разработаны более 100 лет назад основоположником науки о металлах — металловедения — Д.К. Черновым, который установил, что кристаллизация состоит из двух процессов зарождения мельчайших частиц твердого вещества, нгзыъг.шых зародышами, или центрами кристаллизации, и роста кристаллов из этих центров. При охлаждении металла ниже в различных участках жидкого металла образуются устойчивые, способные к росту кристаллические зародыши. С понижением температуры расплава количество зародышей возрастает. В реальных условиях центры кристаллизации образуются на тугоплавких неметаллических включениях. [c.11]

В соответсгвни с теорией кристаллизации Таммана параметры кристаллизации — число центров (ЧЦ) и скорость роста кристаллов (СК) опреде.чяются степенью переохлаждения. В районе максимальной скорости превращения оба параметра имеют достаточно высокое значение (рис. 30), [c.44]

Предложенная Б. Я. Любовым [49, с. 5—15] теория нестационарного роста кристаллов (механизм формирования двумерных зародышей) позволяет оценить длительность периода и кинетику нестационарной стадии процесса. При быстром изменении условий, в которых развивается фазовое превращение, в частности в случае кристаллизации при резком охлаждении, учет нестацио-нарности процесса весьма важен. [c.64]

При вводе затравки на измельчение структуры слитка наряду с неизоморфными и изоморфными примесями влияют также эпитаксиальные примеси. Эпитаксиальная примесь, вызывая зарождение д. к. и ориентированный рост кристаллов на подложке, не является совершенно изоморфной по отношению к затвердевающему слитку, однако ее решетка в какой-то степени родственна кристаллам стали. Л. С. Палатник и И. И. Папиров [119, 120] уделяют большое внимание теории гетерогенного образования зародышей на подложках, характеру соответствия кристаллических решеток и дислокационной структуры поверхностных слоев подложки и кристаллизующейся пленки. В зависимости от температуры подложки и пересыщения газовой фазы образование зародышей может происходить по схеме пар-жристалл или пар- жидкость- -кристалл. [c.130]

Анализ закономерностей роста совокупностей Kpn Taj oB с точки зрения представлений об отборе не может рассматриваться как нечто новое, заменяющее или отвергающее все развитые ранее представления теории физики кристаллов и процессов кристаллизации. Эти представления объективны и реализуются во всех процессах роста кристаллов. Полная аналогия наблюдается и в биологаи, где развитие органических форм изучается, с одной стороны, на молекулярном уровне, )а с другой — с точки зрения законов отбора. Оба подхода не противоречат, а дополняют друг друга. Исследование на молекулярном уровне позволяет углубиться в познание природы, а анализ на основе представлений Ъб отборе может быть использован для целей практики. В этом же плане следует рассматривать и представления об отборе при исследовании роста совокупностей кристаллов. [c.10]

Экспериментальные данные, полученные при помощи электронной микроскопии, показывают, что в сплавах кобальта и, вероятно, в чистом кобальте направление смещений атомов оказывается одним и тем же в нескольких сотнях или тысячах атомных плоскостей, так что возникает макроскопический сдвиг. Это является серьезным свидетельством в пользу механизма роста, согласно которому дислокация превращения движется по спиральной поверхности, образующейся при пересечении дислокации решетки с поверхностью раздела. Этот механизм, предложенный впервые Коттреллом и Билби [23] для механического двойникования, совершенно аналогичен механизму Франка для роста кристаллов, и данные, полученные на кобальте, по-видимому, являются лучшим экспериментальным свидетельством в пользу теории Франка. Возможно, что в поликристаллическом кобальте дислокации превращения зарождаются на границах зерен или в других благоприятных местах. Гексагональный кобальт, получающийся в результате мартенситного превращения, часто имеет очень высокую плотность дефектов упаковки, как и следовало ожидать при действии только что описанного механизма роста. [c.325]

X. М. Александрович и М. М. Павлюченко [2] развивают энергетическую теорию сорбции, которая учитывает кулоновское взаимодействие ионов кристалла и собирателя, а также энергию гидратации в процессах флотации минералов. Их расчеты показывают, что адсорбция собирателя путем замеш,ения катионов на поверхности минерала практически отсутствует, так как этому способствует всесильная гидратация. Поэтому они допускают сорбцию собирателя за счет образования устойчивого монослоя пз двухмерных зародышей (как прп росте кристаллов), состояш,их из катиона (RNHJ) и аниона (СГ) или менее устойчивого слоя из мицеллы собирателя. [c.440]

Кинетическая теория роста кристаллов Косселя и Странского исходит из предпосылки, что самая большая вероятность процесса роста имеется на тех местах поверхности кристалла, в которых отложение частицы дает наибольший энергетический выигрыш. Поэтому задача состоит прежде всего в том, чтобы подсчитать изменения энергии для различных вариантов осаждения элемента решетки. [c.310]

Расхоладение между теоретически рассчитанными и экспериментально полученными равновесными формами объясняется в первую очередь тем, что неизвестны точные соотношения для расчета связи. Кроме того, теория, строго говоря, справедлива только для роста кристаллов из паровой фазы. Роль примесных частиц или растворителя (влияние среды) не учитывается. Наконец, теория исходит из того, что наслоения происходят при таких температурах, при которых тепловыми колебаниями можно пренебречь. Это условие при выращивании кристаллов в практической обстановке также не выполняется. [c.324]

Некоторые авторы полагают, что бл ескообразователи или продукты их катодного восстановления, адсорбируясь на катоде, благоприятствуют росту кристаллов в плоскости, параллельной поверхности покрываемого металла. Происходит поочередная адсорбция и десорбция добавок. В качестве доказательства этой гипотезы приводится слоистость блестящих осадков. Однако слоистость покрытий не обязательно обусловливается адсорбцией и десорбцией поверхностно активных веществ. Например, слоистое строение некоторых покрытий вызывается неравномерностью выделения водорода на катоде [108]. Согласно второй теории, блескообразователи адсорбируются не на всей поверхности катода, а лишь на ее активных центрах [109, 118, 132]. По мнению Ю. Ю. Матулиса [109, 133], блескообразователи не успевают диффундировать ко всем катодным участкам из-за их малой концентрации по сравнению с другими компонентами раствора. Он считает, что блеск осадков во многих случаях вызывается не первичными добавками, а продуктами их восстановления выделяющимся на катоде водородом или продуктами их взаимодействия с электролитом. Как правило, адсорбционная пленка представляет собой золь высокой степени дисперсности. Стабилизируется этот золь либо защитными коллоидами, либо образованием комплексов с блескообразователями. [c.27]

Согласно теории Брандеса, Эрдей-Груца и Фольмера, дегидратированный ион металла перемещается внутри наружной части двойного слоя до места (роста кристалла) катодной поверхности. Отсюда ион металла проходит через двойной слой, нейтрализуется и осаждается на катоде. [c.23]

Цвикки выдвинул два возражения против гипотезы, по которой снижение механической молекулярной прочности, вычисленной согласно теории атомной решетки, до действительно наблюдаемых низких технических значений ) обусловлено именно мельчайшими трещинами. На основании этого предположения следовало бы ожидать, что поведение реальных кристаллов должно приближаться к поведению кристаллов идеальных по мере устранения случайных дефектов во время роста кристаллов. Наблюдения, однако, показывают, что справедливо обратное. Второе возражение заключается в том, что если бы понижение сопротивления вызывалось беспорядочно распределенными микроскопическими трещинами, то характеристики свойств, наблюдаемые в действительных испытаниях, распределялись бы по законам теории вероятностей, тогда как на самом деле они варьируют в сравнительно узких пределах. [c.79]

Основным структурным элементом такого включения является графитная пластина. Ее вид и выявляемое при ионной бомбардировке слоистое строение естественно связывать с гетеродесмичностью межатомных сил в графите. Значительная разница поверхностных энергий базисной и призменной граней кристалла графита должна приводить к анизотропии скорости роста граней. С позиций классической теории роста кристаллов преобладание продольного разрастания пластины (вдоль плоскости базиса) представляется закономерным, так как критическая величина двухмерного зародыша на базисной грани велика. Наличие же сильных ненасыщенных связей на призменных гранях позволяет предположить, что здесь критическая величина зародыша мала и даже возможен беззародышевый нормальный рост — путем последовательного присоединения атомов. До последнего времени обычно и принималось, что графитная пластина формируется путем послойного няпяста.ния гексагональных сеток, берущих начало от редко возникающих двухмерных зародышей. [c.31]

Различные авторы (Смекал, Звицкий, Орован и др.) предполагают существование различных типов мозаичной структуры в соответствии с представлением о признаках, определяющих тип структуры. Некоторые из авторов считают, что строение субструктуры соответствует теории роста кристаллов. Другие авторы полагают, что появление субструктуры связано с возннкновением и развитием пластических деформаций металла. Мозаичную структуру можно объяснить как неупорядоченное расположение участков более упорядоченной кристаллической рещетки. металла, или как систе.му расположения внутренних дефектов структуры, или как скопление микротрещин в металле. [c.141]

Модификаторы 2-го рода тормозят последующий рост кристаллов вследствие повышения энергии активации из-за образования адсорбционного слоя примеси на поверхности кристаллов. В соответствии с адсорбционной теорией молекулярный механизм явления заключается в изб1 рательной адсорбции поверхностноактивных веществ на гранях растущих кристаллов и уменьшении их линейной скорости роста в результате возникновения адсорбционного слоя. Такие поверхностно-активные металлы должны обладать минимальной свободной поверхностной энергией на границах ме- [c.363]

В. И. Данилов и В. И. Малкин. Об мспериментальной проверке теории роста кристаллов,— Проблемы металловедения и физики металлов. Сб. второй, Металлургиздат, 1951. [c.404]

Теория роста идеальных кристаллов предсказывает, что при росте кристалла из паров пересыщение (отношение данного давления паров к равновесному) должно быть порядка 10 для возникновения кристаллических зародышей, порядка 5 — для образования жидких капелек и около 1,5 — для создания на поверхности идеального кристалла двухмерных мономолекуляр [c.712]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...