Зародышеобразование работа

Основная часть работ была связана с применением НП для измельчения структуры сплавов. Процесс измельчения структурных составляющих сплавов на макро- и микроуровне называют модифицированием. Существует значительное количество веществ и способов выполнения этого процесса, однако суть их всех заключается во введении в металлический расплав частиц по первому механизму — либо служащих самостоятельными центрами кристаллизации ( прямое гетерогенное зародышеобразование), либо образующих таковые в результате взаимодействия с расплавом по второму механизму — блокирующих рост кристаллических образований, возникающих в охлаждающемся расплаве. [c.258]

В недавно опубликованной работе [1] обсуждалась проблема теплообмена при кипении. В ней указывалось, что эту проблему удобнее расчленить на три фазы процесс зародышеобразования, рост и разрушение пузырей к влияние движения пузырей на теплообмен. Стать.я [ ] посвящена последней из этих трех фаз. В настоящей же статье рассматривается первая фаза, а именно процесс образования зародышей в жидкости. [c.66]

Приводимый в обсуждаемой статье на фиг. 10 график вполне согласуется с ранее сделанными наблюдениями [8], согласно которым критический радиус пузыря Л для самых неожиданных сочетаний жидкость — поверхность должен быть при развившемся пузырчатом кипении и атмосферном давлении равен приблизительно Однако для всех шлифованных, т. е. технических, поверхностей характерен целый спектр впадин по их величине. Спрашивается, почему же впадины с радиусом 10 3 см неэффективны, а впадины с радиусом около 10" см эффективны Любая законченная теория зародышеобразования при кипении должна ответить на этот вопрос. Одной из причин слабой эффективности больших впадин может служить их плохая способность задерживать (захватывать) пар, ибо жидкость легко проникает в них. Геометрические критерии устойчивости впадин против подобного механического удаления пара приведены в работе [9]. Для тех впадин, которые способны хорошо задерживать пар, соображения, основанные на динамике и теплопередаче, могут быть проверены путем определения того, достигла ли жидкость [c.130]

В приведенных в работе [16] данных для металлов и солей Pn колеблется в пределах 0,75—0,86, что может в какой-то мере характеризовать неодинаковую склонность веществ к зародышеобразованию. Вещества, у которых Pjv>0,8, более склонны к зародышеобразованию. Для РЬ, переохлаждение которого измерено в образце объемом 3 м 0,995. А. Уббелоде приводит значение Р <0,6 для весьма склонного к переохлаждению красного фосфора. По данным работы [66], разница Pn для РЬ и Ga составляет 0,117, что позволяет оценить склонность их к зародышеобразованию в РЬ с. 3. ц. к. должна быть больше, чем в Ga. Значения Pn для Bi, Sb и Pd в капельках диаметром 15 мкм почти не отличаются одно от другого, что вызывает сомнение в целесообразности измерения переохлаждения в малых объемах для оценки склонности расплава к зародыше- [c.141]

Анализируя накопленный экспериментальный материал, можно считать что ультразвуковые колебания являются своеобразным индикатором, оценивающим зародышеобразование в сплаве. Можно порекомендовать для выбора оптимальной концентрации модификатора производить предварительное опробование стали в лабораторных условиях путем обработки расплава ультразвуковыми колебаниями различной мощности и при различной температуре разливки. Измельчение структуры слитка при высокотемпературной разливке и малой мощности ультразвуковых колебаний свидетельствует о небольшой работе образования зародышей в исследуемом расплаве. [c.181]

При выборе модификаторов следует учитывать склонность стали или сплава к зародышеобразованию. Измерением зависимости переохлаждения расплава от температуры перегрева можно оценить работу образования зародышей и наличие в расплаве активированных нерастворимых примесей. Чистоту расплава можно также установить по температурной зависимости кинематической вязкости. В отдельных случаях склонность стали к зародышеобразованию характеризуется обработкой кристаллизующегося расплава ультразвуком. [c.187]

Влияние адсорбционных слоев на понижение работы зародышеобразования можно выразить уравнениями [c.342]

С увеличением адсорбции растут значения ш и Ада, так что работа понижается. Таким образом, адсорбция облегчает работу зародышеобразования во всех случаях, когда Аи >0. Для ш = = т.е. при отсутствии адсорбции выражение (13.62) переходит в (13.43). Адсорбция влияет как на основное вещество, так и на примесь, причем адсорбент и адсорбат меняются друг с другом ролями. [c.343]

Пусть жидкость до момента = О находится в стабильном состоянии, флуктуационные пузырьки в ней характеризуются функцией распределения fn. В момент < = О жидкость перегревается. Новому состоянию соответствует другая равновесная функция распределения fn. Вследствие уменьшения работы образования пузырьков в перегретой жидкости имеем / . Но фактическое распределение пузырьков при моментальном перегреве вначале ближе к / , чем к / . Поэтому рост числа зародышей замедлен по сравнению со стационарным случаем. Характер развития процесса зародышеобразования показан на рис. 10, где но оси абсцисс отложено время, а по оси ординат — число образовавшихся за это время зародышей [c.55]

Нас будут интересовать те работы по наблюдению разрыва жидкостей, в которых авторы стремились приблизиться к чистым условиям и получить сведения о максимально достижимых напряжениях (—р). Как уже отмечалось в предыдущем параграфе, при температурах ниже —0,9 Гк гомогенное зародышеобразование пойдет с заметной скоростью только при растяжении жидкости (р < < 0). Таким образом, широкая температурная область от точки кристаллизации (т = 0,24 для н-пентана, т = = 0,42 для воды) до т 0,9 принадлежит в этом смысле к отрицательным давлениям. Здесь нужны специфические методы исследования максимальных перегревов используется различие в коэффициентах термического расширения, сжимаемости жидкости и стекла, центрифугирование, создание инерционных нагрузок. Например, стеклянная трубка с жидкостью запаивается так, чтобы в ней оставался лишь маленький пузырек воздуха и паров. Затем небольшим нагреванием трубки добиваются растворения пузырька. Теперь жидкость полностью заполняет объем, смачивает всю внутреннюю поверхность трубки. При постепенном понижении температуры возникают растягивающие напряжения в системе. Они увеличиваются и, наконец, происходит разрыв жидкости, который сопровождается резким щелчком. Образуется один или несколько пузырьков. Давление в момент разрыва можно оценить по объему выделившихся пузырьков или по изменению объема всей трубки. Предполагаются известными сжимаемость жидкости и стекла. Мейер [97] приваривал к трубке спираль из стеклянного капилляра. На конце капилляра было зеркальце. Это устройство служило манометром. В другой серии опытов прибор помещался в дилатометр для определения изменений объема растянутой жидкости. Мейер обнаружил линейную зависимость объема от давления для воды и спирта между +7 и —26 атм, для эфира между +7 и —17 атм. Он отметил, что пузырек возникает в местах соприкосновения жидко- [c.96]

Для наблюдения интенсивного спонтанного зародышеобразования в жидкости при наличии готовых центров парообразования нужно обеспечить достаточно быстрое и глубокое вторжение в область метастабильных состояний. Но для этого совсем не обязательно использовать изобарический нагрев жидкости. Ударный режим можно получить и за счет резкого уменьшения давления при температурах Т/Т 0,9. На таком принципе работают так называемые грязные пузырьковые камеры [77]. За развитием начальной стадии объемного вскипания удобно следить по рассеянию света. Если средний размер рассеивающих неоднородностей гораздо меньше длины световой волны, то рассеяние имеет релеевский характер (10.11). Неоднородности могут быть гомо-фазными флуктуациями плотности (диэлектрической [c.125]

Т — —25 °С найдено 5 8. Авторы относят свои результаты к условиям, при которых за время постоянной чувствительности камеры образуется 1—2 капли в 1 см . Пересыщение, полученное в [135] для воды, выше, чем у Фольмера и близко к границе образования плотного тумана, указанной Вильсоном. Работа на расширительных камерах Вильсона требует известных предосторожностей и методических проработок для получения надежной информации о кинетике гомогенного зародышеобразования. Во-первых, в камере нельзя полностью избавиться от конденсации на ионах, пылинках. Во-вторых, нужно быть уверенным, что процесс расширения от начала до конца сохраняет адиабатический характер и состояние максимального пересыщения пара существует некоторое время, в течение которого возникают флуктуационные центры конденсации с частотой /х- Не будет большой ошибкой считать, что все капельки (за вычетом гетерогенных зародышей) начинают расти в это время. Если общее число появившихся капелек приблизительно известно, то есть возможность сравнивать экспериментальные результаты с теорией. [c.155]

Энергия необходимая для образования пузырька. Для описания спонтанного зародышеобразования используется выражение работы (2.16), Полная избыточная внутренняя энергия подсистемы АС/ = И о при возникновении обратимым путем критического пузырька радиуса Гц значительно больше величины Имеем [c.208]

Можно утверждать, что интенсивное зародышеобразование начинается еще на дальних подступах к спинодали (в смысле величины Рт), хотя и при глубоком заходе в метастабильную область. Это обусловлено быстрым уменьшением размера критического зародыша и работы [c.274]

Изменение свободной энергии, обеспечивающей гетерогенное зарождение работа гетерогенного зародышеобразования), состоит из изменений свободных энергий на поверхностях раздела зародыш - подложка, зародыш - окружающий расплав и в объеме (рис. 1.59) [c.98]

Структура стального слитка формируется в результате последовательной кристаллизации, которая начинается на поверхности (так как работа образования критического зародыша при гетерогенном зародышеобразовании (1.81) меньше), в наиболее холодных местах, распространяется в глубину и заканчивается в центре слитка. Кристаллизация стали определяется двумя факторами - скоростью затвердевания и избирательным процессом выделения более чистых по составу кристаллов из раствора. [c.344]

Эффект тесноты. В теории зародышеобразования работа Wk имеет определяющее значение. Поэтому важно представлять себе ограничения, которые связаны с использованием формулы (2.2). Первое ограничение можно назвать эффектом тесноты. Он рассмотрен в общей форме Русановым [38] и состоит в том, что при малом объеме системы (или при очень высокой частоте зародышеобразования) появление пузырьков (капелек) изменяет состояние среды. Но даже при отсутствии фактической тесноты не исключена возможность локальных изменений температуры и давления, если соответствующие времена релаксации превышают время формирования зародыша. Рассмотрим однокомпонентную систему нри постоянстве энтропии, объема и числа частиц. Тогда W = AU =11 — U , где t/o= == TS - pV + iM, С/ = Г S + T"S" - р Г - p"V" + + <уА + ii M + ц М". Используя условия S = S -j--f S" = onst, F = F -Ь F" == onst, M = M + M" = = onst, получим W — T" — T ) S" — p" — p )V" - --f ( л" - л ) М" + aA + [Г- T)S p -p)V [c.30]

Проведенный анализ подтверждает описанную выше физическую картину процесса зародышеобразования в стесненных условиях. Так, из рис.2 видно, что график зависимости безразмерного критического перегрева жидкости (или пропорциональной ему величины относительной работы образования яазяеспособного парового объема) от пористости имеет характерный изгиб. Для высокопористых материалов, характеризукщихся соотнояением , наблюдается уменьшение при возраста- [c.85]

Результаты проведенных испытаний показали, что разработанная математическая модель соответствует описанной физической картине процесса фдуктуационного зародышеобразования новой фазы в чистой жид- j кости, насыщающей пористый слой. Получены выражения для перегрева жидкости и работы образования критического парового объема в пористом материале. Проведено сравнение со случаем возникновения зародыша в объеме свободной жидкости. Установлено, что график зависимости [c.87]

Во многих случаях при ХТО в диффузионном слое не были обнаружены некоторые из равновесных фаз. Так, в проведенных нами экспериментах по силицированию фольг ниобия и молибдена толщи- ной 50 мкм в порошковых средах наблюдался рост NbSia и M0S12 при отсутствии фаз с низким содержанием кремния. Подобные явления исследованы с помощью высокочувствительных физических методов в работах по отжигу тонкопленочных диффузионных пар Mej—Ме2, Ме—Si ([2] и другие работы). Для их анализа необходимо учитывать кинетику зародышеобразования в диффузионной зоне. [c.19]

В большинстве реальных ситуаций распад М. е. происходит до достижения заметной скорости гомогенного зародышеобразования, к к-рому относится теория. Начало фазового перехода облегчается влиянием стенок и присутствием в объёме системы разл. включений, существенно снижающих работу образования жизнеспособных зародышей устойчивой фазы. В этом случав говорят о гетерогенном зародышеобразован и и. Специально поставленные опыты с перегретыми и переохлаждёнными жидкостями приводят к результатам, к-рые согласуются с предсказаниями теории флуктуац, (гомогенного) заро-дышеобразования. В опытах альтернативой медленному изменению состояния в чистой системе служит режим быстрого создания такого пересыщения, при к-ром осп. доля фазового перехода обусловлена массой флуктуац. зародышей, а вклад гетерогенного зародышеобразования незначителен. [c.122]

Вернемся теперь к задаче зародышеобразования во впадинах. В случае конусообразной впадины с закругленным дном (фиг. 5) радиус кривизны мениска непрерывно растет с ростом пузыря от вершины конуса до макроскопической величины, если только твердое тело хорошо смачивается. Если пузырь критического размера имеет почти сферическую форму, то работа его образования будет приближенно определяться уравнением (5а), так как в условиях полного смачивания (9 = 0°), сво = оьа- Вытянутость впадины слабо увеличивает работу РУ. Так, если к пузырю присоединена цилиндрическая часть единичной длины и критического радиуса, то приращение работы РУ, равное (2о1,с/ ) (тг/ ), полностью расходуется на прирост энергии поверхности раздела 2тгг овс. Следовательно, хорошо смачиваемая [c.91]

Фазовый распад. Вернемся к равновесной диаграмме Т—Р—у (рис. 58). Когда в процессе охлаждения образца (po2 = onst) первоначально находившегося в состоянии А, будет достигнута фазовая граница С, однофазная шпинель станет термодинамически нестабильной. Тем не менее в точке С, как правило, не происходит фазового распада. Ему должен предшествовать процесс зародыше-образования новой фазы, например а-РегОз, возможный при наличии пересыщения в системе. Так как степень пересыщения возрастает с понижением температуры, то следует ожидать оптимальной для каждой системы температуры зародышеобразования. Автор работы [20] показал, что для железо-магниевой шпинели оптимальная температура зародышеобразования настолько низка, что при этой температуре не происходит заметного роста новой фазы. [c.168]

Значения фактора В для перегретаго диэтияового эфира, полученные в различных приближениях работа и частота зародышеобразования J1 [c.50]

Вопросы методики эксперимента. Достижение ударного режима облегчается при использовании недогретой жидкости Т < Ts). В этом случае скорость роста больших пузырьков на поверхности проволочки существенно замедляется холодными слоями жидкости, снижается эффективность проявления готовых центров. В опытах [111] камера находилась при комнатной температуре. Было замечено изменение сопротивления проволочки при длительной работе на коротких импульсах. Эффект выражен слабее для платины высокой чистоты. Основные опыты проведены с проволочками, для которых г о/го = 1,3915, Го ом (сопротивление проволочки при 0° С). Смещение г g не превышало 0,1—0,3%. Длительность электрических импульсов менялась от 25 до 10 мксек. Частота следования импульсов ограничивается временем тепловой релаксации. При поиске на экране осциллографа особенности , вызванной спонтанным зародышеобразованием, импульсы подаются с частотой около 2 гц. Длительность импульса устанавливается равной —1,3 т. Путем повышения напряжения генератора и изменения сопротивления Ry можно добиться появления на осциллографе характерных всплесков (рис. 31, а). Затем подбирается такое сопротивление i 2, чтобы ступенька, рисуемая вторым лучом, переместилась к началу бурного вскипания (б). Центр ступеньки соответствует определенной температуре проволочки. При повышении напряжения импульса ступенька на экране осциллографа сдвигается влево. Если вместе с пей сдвигается и начало особенности, фиксируемое первым лучом, то это свидетельствует о спонтанной природе центров кипения. Если же ступенька отходит от характерного всплеска, значит он вызван кипением па готовых центрах. Такое различие обусловлено очень слабой зависимостью температуры бурного вскипания Т от скорости разогрева (из-за большой крутизны функции Ji Т)). При поиске особенности иногда приходится укорачивать импульсы тока. В случае завышенных длительностей импульсов проволочка окутывается паром прежде, чем в жидкости будет достигнута температура Т. После того как найдена особенность температурного хода про- [c.118]

Аллард и Касснер [139] усовершенствовали методику опытов на камерах Вильсона. После быстрого начального расширения, создающего необходимое пересыщение, следует медленное кратковременное (15—200 мсек) расширение камеры при постоянном давлении. Благодаря этому нейтрализуется эффект повышения давления вследствие нагрева пристеночного слоя газа. Температура в центре камеры повышается только за счет теплопроводности (менее чем на 0,1° за 0,5 сек). На участке медленного расширения камера имеет постоянную чувствительность. Затем производится небольшое, но резкое поджатие парогазовой смеси, чтобы остановить процесс гомогенной нуклеации. На следующей стадии капли вырастают до видимых размеров при неизменном пересыщении. Центральная часть камеры фотографируется с интервалом 0,1 сек. Опыты [139] проведены со смесью гелия и водяного пара. При 2 268 °К получена зависимость частоты зародышеобразования от степени пересыщения. Росту 8 от 4,6 до 5,6 соответствует увеличение от 1 до 1-10 см -сек . Интерполированные результаты Фольмера и Флуда (д 4,65) хорошо согласуются с данными этой работы, [c.157]

Это слуншт указанием иа существенную корреляцию между частотой инициированного зародышеобразования и работой Шк- Согласие сохраняется и для изотерм. Одна из них показана на рис. 63. Если вместо ТУк брать полную избыточную энергию о критического пузырька, то [c.227]

Формула (7.8) относится к неравновесной подсистеме и написана по аналогии с равновесным случаем. Если по-.чожить = кТ, то значениям р, указанным в табл. 34, отвечает температура Т — 10 °К. Заметим, однако, что рассуждения при выводе соотношения (7.10) не являются физически строгими. Результат (7.10) представляет собой относительно удачное отражение связи между частотой инициированного зародышеобразования и работой Он согласуется с представлениями о тепловом механизме инициирования. [c.228]

Авторы работы [212], пользуясь классической фольме-ровской схемой, получили формулу для частоты инициированного зародышеобразования в перегретой жидкости. В отличие от (2.34), она содержит параметры N , е и учитывает влияние заряда на давление в пузырьке и на работу образования критического зародыша. Если даже свободно распорядиться в формуле двумя постоянными, то не удается описать с ее помощью наблюдаемый ход изобар и изотерм с участком насыщения. С другой стороны, в формуле (7.10) можно использовать работу вычис-лепную с учетом зарядов при заданном например [c.229]

В работе [65] указывается на двухэтапный процесс роста покрытия Ti ГТ на твердосплавной матрице — зародышеобразова-ние и рост непосредственно покрытия, причем рост промежуточной т]-фазы в основном соответствует этапу зародышеобразования и заканчивается при появлении сплошности покрытия. В этой же работе отмечается наличие в объеме покрытия различной интенсивности рентгеновского отражения (200), (111) и (220), причем по мере увеличения длительности времени осаждения заметно возрастает суммарный объем зерен с плоскостями (111), параллельными плоскости поверхности твердосплавной матрицы, что благоприятно влияет на износостойкость инструмента, так как плоскости (111) являются наиболее твердыми в кубической решетке титана. [c.18]

Нами наблюдалось существование в широком интервале давлений термодинамического подобия для температур перегрева большого числа веществ при сопоставимых частотах зародышеобразования (часть материала помещена в работе [6]). Это указывает на термодинамическую обусловленность устройчивости перегретой жидкости к зарождению новой фазы. Интересно, что значения /1 [c.107]

Образование докриттеского зародыша, из которого затем вырастает зародыш, приводит к увеличению площади поверхности раздела твердой и жидкой фаз. Поэтому при рассмотрении возникновения зародыша необходимо учитывать возрастание свободной энергии границы раздела фаз. В результате изменение свободной энергии Гиббса АО (или работа гомогенного зародышеобразования), связанное с возникновением докритического зародыша при Т < Те, является разностью между свободной энергией поверхности раздела 4лг СТ8ь, необходимой для образования новой границы между твердой и жидкой фазами, и изменением объемной свободной энергии двух фаз (4 / 3)т1г АС Для сферической частицы радиуса г это изменение имеет вид [c.95]

Что же касается причин чувствительности процесса зародышеобра-зования кристаллов к действию магнитного поля, то по этому вопросу существуют различные предположения. Некоторые исследователи [Л. 8] полагают, что здесь сказывается влияние магнитного поля на критические размеры зародыша и через них на величину работы, затрачиваемой на его образование. Другие считают, что центры кристаллизации могут образовываться при действии поля на неустойчивые гетерофазные флуктуации, всегда имеющиеся в насыщенных растворах, [Л. 6]. Наиболее четкое представление о механизме действия вненшего магнитого поля на раствор связано с предположением об изменении характера протекания процесса зародышеобразования под влиянием гидратации ионов [Л. 9]. Увеличение вероятности сближения разноименных частиц с нарушениями в результате магнитного воздействия гпдратными оболочками создает возможность появления сложных ионных комплексов, которые в дальнейшем могут служить центрами кристаллизации. Эти пред- [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...