Кристаллизация движущая сила

Для двухкомпонентных сплавов движущая сила выравнивающей диффузии — градиент концентрации, а ее скорость пропорциональна коэффициенту диффузии растворенного элемента. В литых сплавах градиент концентрации зависит от состава сплава и размера элементов первичной кристаллизации (ячеек, ветвей дендритов). Чем они мельче, тем выше градиент концентраций. В этом случае также тоньше частицы избыточных фаз. Эти два фактора служат ускорению общей скорости гомогенизации. Заметное развитие гомогенизация получает в области температур свыше 0,8 как в процессе нагрева, так и охлаждения. По мере развития гомогенизации ее скорость постепенно затухает, поскольку уменьшается градиент концентрации. [c.508]

Кристаллизация — спонтанный процесс, при котором вещество переходит из состояния с полностью или частично неупорядоченной конфигурацией атомов в кристаллическое состояние. Движущей силой этого процесса является стремление достичь при данных условиях состояния с минимумом свободной энергии О. Иногда свободную энергию О системы называют термодинамическим потенциалом, или энергией Гиббса. Как известно из термодинамики, самопроизвольно (спонтанно) протекают лишь те процессы, в результате которых энергия Гиббса уменьшается. [c.48]

Основной причиной и движущей силой процесса кристаллизации является стремление вещества к наименьшему запасу свободной энергии, т. е. к наиболее устойчивому термодинамическому состоянию. [c.38]

Вероятность образования цементита из жидкой фазы значительно выше, чем графита. Любой процесс определяется термодинамическими и кинетическими условиями протекания. Движущей силой процесса графитизации является стремление системы уменьшить запас свободной энергии. Цементит термодинамически менее устойчивая фаза, чем графит. Однако разница между температурами образования цементита и графита невелика, и при сравнительно небольшом переохлаждении будет происходить кристаллизация цементита, а не графита. [c.409]

Чтобы вывести систему из равновесия, необходимо повысить щн понизить температуру. Скорость плавления достигает заметной величины при настолько незначительных повышениях температуры на границе фаз, что увеличение температуры выше точки плавления в обычных условиях эксперимента не улавливается. При понижении температуры соприкасающихся фаз наблюдается переохлаждение жидкой фазы, которое является движущей силой процесса кристаллизации. Если в жидкости нет твердой фазы, то при понижении ее температуры удается достигнуть больших значений переохлаждения. Жидкость в переохлажденном состоянии в известном температурном интервале может сохраняться неопределенно долгое время. Если в такую жидкость внести кристаллик того же вещества, то его рост начинается не всегда. Для каждой температуры переохлаждения данного вещества существует вполне определенный размер устойчивого зародыша, способного к росту кристаллик меньшего размера будет пла- [c.56]

Таким образом, с одной стороны, с увеличением степени переохлаждения возрастает разность объемных свободных энергий — движущая сила превращения, уменьшаются критический размер зародыша и работа его образования, что способствует увеличению с. 3. ц. С другой стороны, с ростом степени переохлаждения уменьшается подвижность атомов, что затрудняет образование центров кристаллизации. [c.128]

Для начала процесса кристаллизации необходима движущая сила в виде переохлаждения, которое вызывает соответствующую разность энергии Гиббса ДО жидкой и твердой фаз (см. рис. 1.32, б, при давлении рг). С ростом переохлаждения растет и величина АС. На рис. 1.65 показан процесс равновесной кристаллизации бинарной смеси состава Хо. Начальное переохлаждение задается температурой Т (отрезок 00 ). В результате перераспределения компонентов между фазами в соответствии с условиями фазового равновесия (см. рис. 1.33) кристаллическая фаза обогатится компонентом В и будет [c.105]

В условиях глубокого переохлаждения и низкой диффузии кристаллизация определяется не столько термодинамической движущей силой сколько энергией активации, требующейся для пре- [c.136]

Если система металл-полупроводник эвтектического типа (см. рис. 1.36), то в процессе изотермического отжига при температуре ниже температуры эвтектического равновесия Ге происходит растворение полупроводника и его кристаллизация из пересыщенного твердого раствора на монокристаллической подложке (рис. 5.13). Движущая сила этого процесса - более высокая свободная энергия аморфной фазы по сравнению с кри-Рис. 5.13. Твердофазная эпитаксия для сталлической (см. рис. 1.87). [c.332]

И ускорение кристаллизации вызывается увеличением разности свободных энергий жидкого и кристаллического состояний, каковая, являясь движущей силой превращения, характеризует стремление системы к превращению. Снижение с. к. и ч. ц. при больших степенях переохлаждения вызвано тем, что при больших переохлаждениях и, следовательно, при низких температурах подвижность атомов уменьшена, а тем самым уменьшена и способность системы к превращению. При больших степенях переохлаждения с. к. и ч. ц. становятся равными нулю, так как подвижность атомов уже недостаточна для того, чтобы осуществилась перестройка их из хаотического расположения в жидкости в правильное в кристалле. [c.29]

Движущ,ая сила кристаллизации любого типа — разный характер изменения свободной энергии металла в жидком и твердом состояниях в зависимости от температуры (рис. 12.1). При температуре выше некоторой критической меньшей свободной энергией обладает вещество в жидком состоянии, а при температуре ниже Т п энергетически более устойчиво твердое состояние металла. [c.435]

Механизм процесса образования аустенита из перлита состоит из формирования центров кристаллизации в кристаллах феррита в участках, обогащенных атомами углерода до 0,8%, и последующего роста криталлов. Наиболее благоприятными участками для образования и роста кристаллов аустенита являются части зерен (пластинок) феррита, примыкающие к кристаллам цементита. Движущей силой прог(есса роста является стремление системы к уменьшению термодинамического потенциала за счет уменьшения поверхностной энергии. [c.161]

Так как в процессе кристаллизации выделяется скрытая теплота кристаллизации, а при расплавлении металла поглощается теплота плавления, эти процессы осуществляются при постоянной температуре горизонтальные площадки на кривых охлаждения и нагрева). Многие металлы обладают большой склонностью к переохлаждению. Поэтому у таких металлов в первый период криста г-лизации вследствие бурного выделения скрытой теплоты кристаллизации наблюдается подъем температуры ( седловина на кр 1вой 3). Движущей силой кристаллизации [c.46]

Чтобы понимать особенности поведения композитных материалов при нагружении в упругопластической области, необходимо разобраться в роли поверхности раздела как элемента структуры, передающего напряжения от матрицы к упрочнителю кюмпо-зита. Классификация поверхности раздела может быть основана на различных принципах. С физико-химической точки зрения различают следующие типы связи (по отдельности или в совокупности) механическую путем смачивания и растворения окисную обменно-реакционную смешанные связи [58]. В зависимости от способа изготовления или выращивания композита можно выделить две основные группы поверхностей раздела в композитах, полученных направленной кристаллизацией (in-situ), и в волокнистых композитах, армированных проволокой или волокнами и изготовленных путем диффузионной сварки, пропитки жидким металлом или методом электроосаждения. В композитах, изготовленных направленной кристаллизацией, фазы находятся практически в равновесии тем не менее в них возможна физикохимическая нестабильность [4, 74], которая приводит к сфероиди-зации или огрублению структуры при незначительном изменении состава и количества какой-либо фазы. Иная ситуация имеет место в волокнистых композитах — различие химических потенциалов в окрестности поверхности раздела является движущей силой химической реакции и (или) диффузии, а эти процессы могут приводить к изменению состава и объемной доли каждой фазы. [c.232]

Кристаллизацией (пqDвичнoй) называют процесс перехода металла ю жидкого состояния в твердое. Движущей силой процесса является стремление системы (сплава) к более термодинамически устойчивому состоянию, характеризуемому пониженной свободной энергией (энергией Гиббса 6) (рис. 11.1). Здесь T — равновесная температура кристаллизации, когда термодинамические потенциалы расплава и твердого металла равны Тф — фактическая температура кристаллизации АГ = - 7ф — степень [c.304]

Кинетика и механизм образования аустенита из перлита. Образование аустенита из перлита в эвтектоидной стали или из перлита и феррита в доэвтектоидной, или из перлита и карбидов в заэвтек-тоидной является типичным кристаллизационным процессом, подчиняющимся основным законам кристаллизации. Основной движущей силой этого процесса является стремление стали снизить запас своей свободной энергии. [c.180]

В твердой фазе [ДС (10 — 10 ) ат.% АХ (10 —10 ) сл ] могут обусловливаться особенностями атомного механизма роста. Так, когда при диффузной поверхности раздела рост (при малых движущих силах, см. разд. 2 и 4.2) происходит путем равномерного продвижения поверхности раздела за счет развития отдельных слоев, распределение примеси в твердой фазе будет слоистым, причем изоконцентраты в данном случае параллельны не фронту кристаллизации, а плоскостям слоев, за счет развития которых происходит продвижение поверхности раздела. [c.195]

Термодинамической движущей силой кристаллизации является отклонение от равновесия [70]. При идет образование и рост кристаллов, при и,. — 11 < О — декристаллизация. [c.45]

Движущей силой процессов кристаллизации из жидкой фазы является разница свободных энергий фаз, которая увеличивается с ростом переохлаждения. Особенность роста из раствора или раствора-расплава - необходимое концентрационное переохлаждение, а следовательно, высокая степень зависимости от диффузии, лийитирующей процесс на межфазной границе. Особенно это значимо при выращивании многокомпонентных монокристаллов сложных соединений. [c.311]

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА. Акустич. колебания могут оказывать существенное влияние на течение неравновесных процессов в замкнутой системе. К ним относится целый ряд процессов химич. технологии — механич., гид-ромеханич., тепловые и массообменные. Характер воздействия УЗ на физико-химич. процессы может быть различным стимулирующим — в тех случаях, когда он является движущей силой процесса, как, наир., в процессах УЗ-вого диспергирования, распыления, эмульгирования, УЗ-вой коагуляции и очистки, интенсифицирующим — в тех случаях, когда УЗ лишь увеличивает скорость процесса (наир., в процессах УЗ-вого растворения, травления, экстрагирования, УЗ-воп кристаллизации и сушки, при воздействии ультразвука на электрохимические процессы), оптимизирующим — в тех случаях, когда УЗ лишь упорядочивает течение процесса, как, напр., в процессах акустич. грануляции и центрифугирования, прп воздействии на режим горения в ультразвуковом поле. [c.363]

Критический зародыш становится центром кристаллизации только тогда, когда он присоединяет к себе один или несколько атомов от материнской фазы. Разница в свободных энергрмх атома в исходном состоянии и после фазового перехода представляет собой результирующее изменение свободной энергии (она отрицательна), или так называемую движущую силу процесса перехода. Перемещение атома из исходного положенрм в конечное сдерживается энергетическим барьером, поэтому до тех пор, пока атом не приобретет необходимую избыточную энергию для прохождения через этот барьер, он остается в исходном (метастабильном) состоянии. Наименьший прирост энергии р, позволяющий атому перейти через барьер, представляет собой свободную энергию активации реакции, и атом с максимальной свободной энергией является нестабильным, находясь в переходном или "активированном" состоянии. [c.52]

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, образование кристаллов из паров, р-ров, расплавов, из в-ва в ТВ. состоянии (аморфном или другом кристаллическом), из электролитов в процессе электролиза (электрокристаллиза-ц и я), а также при хим. реакциях. Для К. необходимо нарушение термодинамич. равновесия в т. н. маточной среде — пересыщение р-ра или пара, переохлаждение расплава и т. п. Пересыщение или переохлаждение, необходимые для К., характеризуются отклонением темп-ры, концентрации, давления, электрич. потенциала между фазами от их равновесных значений. В системах с хим. реакциялхи мерой пересыщения служит отклонение произведения давлений или концентраций компонент от т. н. константы равновесия. Движущей силой электрокристаллизации служит разность потенциалов между металлом и р-ром электролита, превышающая равновесную. В большинстве случаев скорость К. растёт с увеличением отклонения от равновесия. [c.319]

Форма сечения столбика расплава в зоне фронта кристаллизации при бесконтактном формообразовании образуется в результате совместного действия всех фигурирующих в расплаве объемных и поверхностных сил ЭМС, гравитационных сил, динамического напора движущейся жидкости, поверхностного натяжения, давления окружающей атмосферы. Поскольку движение расплава и окружающей газовой среды при выращивании кристаллов сводят к минимуму, а фронт кристаллизации приближенно горизонтален, в практике достаточно учитьтать лишь ЭМС и силы поверхностного натяжения. Действие сил поверхностного натяжения всегда ориентировано таким образом, чтобы свести к минимуму длину периметра поперечного сечения столбика кристаллизующегося расплава. Это облегчает получение кристаллов цилиндрического сечения, однако крайне усложняет вытягивание кристаллов, не имеющих осевой симметрии, в том числе плоских пластин. [c.111]

Таким образом, в период заливки кристаллизующийся поверхностный слой отливки питается жидким металлом движущегося потока. Опыты показали, что после заливки формы движение жидкого металла вблизи фронта кристаллизации не прекращается. В этот период вследствие увеличения скорости кристаллизации заметно возрастает роль гравитационных сил. Опускающиеся массы металла вытесняют к оси отливки и к верху лнквирующие и легкоплавкие составляющие, имеющие малую плотность и более высокую температуру перегрева. [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...