Рост кристалла кинетика

Известно, что рост кристаллов тесно связан с винтовыми Дис локациями. Однако, как показали исследования кинетики испарения кристалла путем удаления спиральных слоев, высота которых соответствовала вектору Бюргерса порядка 2-10" см [37], можно пренебречь влиянием со стороны энергии деформации решетки в точке выхода на поверхность винтовой дислокации на скорость испарения. Авторы исследования [37] считают, что расстояние между ступенями, порожденными винтовой дислокацией, быстро растет, достигая такой же величины, как и в случае, когда единственным источником моноатомных ступеней является край кристалла. Поэтому на таких дислокациях ямки травления не образуются. [c.46]

Изучена кинетика роста кристаллов, содержащих 0,2% Сг и по 2% Si, Мп. Ni. Влияние легирующих элементов на скорость роста кристаллов связано с влиянием легирования на критические точки в стали, разность свободных энергий фаз и др. [c.166]

Кинетика роста кристаллов при высоких температурах обычно лимитируется скоростью диффузии вещества, так как скорость кристаллохимической стадии в этом случае значительно больше. Однако синхронность в образовании колец накипи и парового пузыря [9, 10] свидетельствует о том, что кристаллизация по периметру контактного пятна предопределяется кристаллохимической стадией. Такой характер процесса при большом количестве зародышей (огромное количество кристалликов в кольцах накипи [10]) объясняется образованием отложений возле центров парообразований за счет уплотнения ионов ДЭС [5]. В случае несмачиваемой поверхности накипеобразование затруднено. Преобладающая часть ионов ДЭС и кристаллической фазы адсорбируется паровым пузырем и уносится в объем раствора [11], что хорошо иллюстрирует рис. 2, б. [c.58]

Этот вид превращений изучен наиболее полно. Он характеризуется отсутствием когерентных поверхностей раздела, в связи с чем кристаллы образующейся фазы приобретают равноосную форму. Кинетика роста кристаллов контролируется процессами на межфазной поверхности или диффузией компонентов. Для реализации фазового превращения нормальным механизмом необходимы меньшие переохлаждения, чем для других видов фазовых переходов. [c.33]

В книге описан метод вакуум-кристаллизации, затронут широкий круг вопросов, связанных со структурой жидкого металла, его переохлаждением, межфазным натяжением, вязкостью, кинетикой зарождения центров и роста кристаллов. [c.5]

Образование поверхностной композиции сопровождается ростом кристаллов новой фазы. Среда, питающая растущие кристаллы, оказывает влияние только на кинетику их роста, а также на содержание примесных компонентов. [c.3]

Из предположения, о диффузионной кинетики роста кристаллов, следует, что размеры кристаллов со временем изменяются по закону R -2 где Dj — коэффициент поверхностной диффузии, t - вре- [c.17]

О характере роста частицы, вероятно, можно было бы судить, исходя из формы зародыша или из формы кристалла в начальный период роста, когда рост лимитируется кинетикой атомных процессов, протекающих па границе раздела, а не диффузией, однако даже и в этом случае задача не является однозначно определенной. Получаемое решение дает только произведение скорости роста и радиуса закругления кончика пластины (или иглы), растущей с постоянной скоростью, и требуется какое-нибудь дополнительное условие, чтобы зафиксировать или длину, или скорость. Совершенно аналогичная ситуация возникает и- в случае ячеистого роста (см. следующий раздел). [c.262]

Рис. 4. Кинетика роста кристаллов игольчатого феррита в техническом железе при, температуре 770 С цифры у кривых — номера игл.

Следует отметить, что столь простая схема поведения материала, как на рис. 1.3 и в уравнениях (1.45), (1.47), позволяет объяснить далеко не все экспериментальные факты. Во многих случаях реальные свойства кристаллов определяются не столько среднестатистическими свойствами кинетики локального превращения, сколько самой статистикой распределения этих свойств по локальным объемам Уо. Подобная статистика физически объясняется неодинаковыми условиями роста кристаллов мартенсита или аустенита в каждом конкретном месте кристалла и сказывается в основном на ширине гистерезисной фигуры (рис. 1.3). [c.24]

КИНЕТИКА РОСТА КРИСТАЛЛОВ [c.99]

Сдвиговой характер перестройки решетки приводит к возникновению значительных упругих деформаций в процессе роста кристаллов мартенсита, обусловливает большое влияние напряжений на кинетику мартенситных превращений и ряд других особенностей. [c.670]

Диффузионная кинетика превраш,ения может быть охарактеризована как превращение — атом за атомом , когда кристалл новой фазы растет путем постепенного перехода атомов (одного за другим) из старой решетки в новую, т. е. когда скорость превращения определяется тепловой, диффузионной подвижностью атомов. Мартенситная кинетика характеризуется тем, что все атомы сразу , т. е. одновременно, переходят из одной решетки в другую, скорость роста кристалла при этом очень велика и не зависит от температуры (диффузионной подвижности атомов). [c.186]

Однако мартенситное превращение в стали, обладая указанными характерными особенностями, в свою очередь имеет специфические черты, которых нет в мартенситном превращении других сплавов. Мартенситное превращение в сталях необратимо, т. е., протекая в направлении Fey (С) —> —> Fe (С), оно не идет в обратном направлении по той же бездиффузионной кинетике. Кроме того, кристалл мартенсита в стали, независимо от температуры, образуется за чрезвычайно короткий отрезок времени (за время порядка десятимиллионной доли секунды, т. е. практически мгновенно) Необратимость превращения и громадная скорость роста кристаллов делают мартенситное превращение в стали отличным от мартенситных превращений в других металлах. [c.193]

Подставляя эти результаты в уравнение Эйлера — Лагранжа, приведенное выше, приходим к дифференциальному уравнению, решение которого определяет кинетику роста кристалла [c.96]

Процесс кристаллизации представляет собой возникновение в жидкой фазе небольших объемов твердой фазы (центров кристаллизации) и последующий их рост. Кинетику фазового превращения можно оценить двумя параметрами числом центров кристаллизации п, возникающих в единице объема за единицу времени (скорость зарождения), и линейной скоростью роста кристаллов с. Чем больше скорость зарождения центров кристаллизации и чем меньше скорость их роста, тем более мелкими получаются зерна. [c.433]

Дальнейшее, более детальное, обсуждение процессов тепло- и массо-переноса и кинетики роста кристаллов из жидкой и газовой фаз будет [c.188]

Общая скорость процесса будет определяться скоростью самой медленной (лимитирующей) стадии. Если самым медленным звеном процесса в методах химических реакций и химического транспорта является подвод реагирующих веществ к зоне реакции или отвод от нее продуктов реакции, то кинетика суммарного процесса будет лимитироваться диффузионным массопереносом (процесс роста идет в диффузионной области). Если самой медленной стадией процесса является химическое взаимодействие, то скорость всего процесса будет определяться скоростью химических реакций, и тогда считается, что процесс протекает в кинетической области. При соизмеримых скоростях отдельных стадий считается, что процесс протекает в переходной области. Лимитирующая стадия гетерогенного химико-технологического процесса определяется опытным путем при изучении влияния различных факторов технологического режима на общую скорость процесса. Как правило, скорость роста кристалла, выращиваемого из газовой фазы методами химических реакций или химического транспорта, определяется скоростью протекания химических реакций. [c.257]

В идеальной инертной среде алмаз начинает быстро графити-зироваться лишь с 1600 С [1]. При наличии даже самых незначительных следов кислорода графитизация начинается при температуре около 1000 С. Именно это каталитическое действие кислорода вызвало такую неопределенность в литературе. В синтетическом алмазе на графитизацию оказывают большое влияние еще и следы металла-растворителя, захватываемые при росте кристаллов. Причем тип металлических включений играет огромную роль в оценке температурного влияния. Отсутствие Данных по кинетике графити-зации синтетических алмазов стимулировало , дастоявдую работу. [c.110]

В дайной работе изучена кинетика роста кристаллов видман-штеттового феррита па сталях, содержащих 0,2% углерода и легированных кремнием, марганцем и никелем (по два процента каждого из элементов). Исследования проводили на установке ИМАШ-5С-65 в атмосфере гелия высокой чистоты, что позволило существенно ускорить охлаждение образцов от температуры нагрева до температуры изотермической выдержки. [c.131]

В процессе роста существенную роль играет поверхностная диффузия. Последняя, как указывалось ранее, благодаря малой величине энергии активации протекает с большой скоростью, что оказывает влияние на кинетику роста. Так, опыты Фольмера показывают, что рост пластинок ртути из пара происходит за счет увеличения их площади, а не толщины, хотя большинство атомов пара конденсируется не по периметру, а по всей площади. Очевидно, адсорбированные атомы быстро диффундировали к краям пластинки, где и происходил рост кристалла. Роль поверхностной диффузии позволяет оценить также опыты П. И. Лу-кирского, который наблюдал на сферической поверхности кристалла каменной соли после нагрева при относительно невысоких температурах (750° С) образование фигур, отвечающих симметрии кристалла. Образование полиэдрической огранки вместо сферической объясняется приближением кристалла к равновесной форме, что реализуется благодаря -поверхностной диффузии. [c.182]

Кинетика мартенситного превращения (в отличие от перлитного) характеризуется обычно отсутствием инкубационного периода. Образование каждого элемента структуры—пластины мартенсита происходит с большой скоростью, практически мгновенно. Максимально возможная скорость роста, по-видимому, равна скорости звука. Действительная скорость меньше и составляет около трети скорости звука. По разным оценкам время образования од. ой дластины =10 сек, что отвечает скорости роста —1000 ж/сек. По данным [254], линейная скорость роста мартенсита в широком интервале температур (от комнатной до —200° С) примерно одинаковая 1 10 сек . Это значит, что в исходном сплаве (Fe — Ni) энергия активации роста фактически равна нулю. Кулин и Коэн показали, что даже при 4° К в сплавах Fe — Ni наблюдается мартенситное превращение почти с такой же скоростью, как и при более высокой температуре. Большую скорость роста кристалла мартенсита можно объяснить уменьшением барьеров в процессе роста в связи с возникновением напряжений на границе растущего мристалла (Любов, Ройтбурд [255]). [c.256]

В модели Кащенко [395] рост мартенсита описывается как процесс самоорганизации, связанный с распространением в кристаллической решетке волн смещений, генерируемых или усиливаемых неравновесными 3< -электронами. Модель позволила установить связь между процессами, происходящими на микроскопическом (особенности строения зонного спектра электронов) и макроскопическом (морфологические признаки) уровнях. Была описана кинетика стадии быстрого торцевого роста кристаллов мартенсита при у—а мартенситных превращениях, как управля- [c.248]

Принципиально зародышеобразованне можно отнести к механизму кристаллизации, а рост кристалла—к кинетике процесса кристаллизации. Прим. ред. [c.61]

Было показано [574, 578, 579], что кинетика такого распада протекает по-разному в бездислокационных и дислокационных кристаллах, причем в бездислокационных кристаллах она протекает быстрее и более интенсивно по сравнению с дислокационными. Это объясняется тем, что дислокации служат центрами частичного вьщеления кислорода уже в процессе роста кристалла и главное, являясь стоками для вакансий, они существенно снижают их концентрацию и соответственно концентрацию центров осаждения кислорода. Вакансионная природа центров осаждения кислорода была предположена в [574, 575]. Предполагается [575], что первоначально из пересыщенного раствора вакансий возникают крупные комплексы вакансий, которые, захлопываясь, приводят к образованию вакансионных петель Франка с дефектами упаковки внутри них. Последние и служат местами осаждения избыточного кислорода и образования плоских частиц Si02, т.е. уже внедренных петель Франка с вектором Еюр- [c.197]

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]

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]

Если существование внутренней петли гистерезиса связано с локальным перегревом-переохлаждением, то наличие крыльев обусловлено перестройкой макроструктуры при изменении внешних условий. Действительно, в системе Б—40%Ni—10%Си, где кинетика прямого мартенситного превращения обеспечивается микровзрывным ростом постепенно зарождающихся мартенситных кристаллов, петля гистерезиса почти прямоугольна (нет крыльев) [159]. Автокаталитический характер кинетики подтверждается здесь фактом минимального накопления микродеформации и микронапряжений под нагрузкой [160]. Напротив, в NiTi значительной ширине крыльев 30 К отвечает постепенный рост кристаллов мартенсита, зародившихся в самом начале процесса [159]. [c.179]

Прн описании кинетики роста кристаллов было установлено, что атомы, ионы или молекулы, попадающие на поверхность кристалла, обладают высокой поверхностной подвижностью. Это справедливо в равной степени и при адсорбции примесных молекул, которые обычно не остаются на месте встречи, так как обладают большой двухмерной подвижностью. Имеется множество экспериментальных доказательств поверхностной диффузии адсорбированных частиц. Нанрнмер, основой метода декорирования путем напыления в высоком вакууме япля- [c.358]

Бахат [ 1 ] изучил кинетику превращения гексацельзиан—цельзиан исходя из порошков различной дисперсности. Для порошков с зернами 0.635 см превращение происходит медленно. Если порошок измельчен до 200 меш превращение ускоряется и протекает в три стадии первая стадия контролируется скоростью роста кристаллов, вторая — как скоростью зародышеобразо-вапия, так и скоростью роста кристаллов и третья стадия контролируется скоростью зародышеобразования. Энергия активации роста кристаллов в первый период составляет 20 ккал./моль. [c.429]

При описании кинетики образования кристаллических зародышей появляется дополнительное осложнение, которое связано с учетом вязкостных сил. Наблюдения показывают, что большинство органических жидкостей при быстром переохлаждении не кристаллизуется, а застек-ловывается. Это вызвано уменьшением подвижности молекул, затрудненностью их поворотов и перемещений. С понижением температуры частота нуклеации у таких веществ сначала растет, затем круто падает. Возникшие в процессе охлаждения зародыши не могут развиться. Основная масса жидкости остается в аморфном состоянии. Такой характер температурной зависимости частоты нуклеации (и скорости роста кристаллов) указывает на существование большого активационного барьера Е при переходе молекулы из конденсированной аморфной фазы в кристаллическую. Тут есть общие черты с явлением вязкого течения или диффузии в плотных жидкостях. Для указанных процессов перемещение молекулы связано с предварительной перестройкой ее ближайшего окружения. Частоту перехода молекулы через активированное состояние можно, как обычно, записать Vo ехр [—Е1кТ]. Если выразить Тд из (2.68), то для стационарного [c.67]

Рентгенографический метод, изучения кинетики образования фосфатной пленки, разработанный Ш. Сэзоном [56], основывается на изменении интенсивности характеристических излучений по мере роста кристаллов фосфатной пленки. Метод позволяет наблюдать за ходом образования нленки на однохм образце при условии сохранения постоянства интенсивности направляемого рентгеновского излучения и толщины слоя фосфатирующего раствора. Установлено, что скорость образования фосфатной пленки в начале процесса максимальна. Во время роста пленки наблюдаются периодические изменения ее толщины, обусловленные попеременным растворением кристаллов фосфатов и последующим наращиванием их размеров. [c.18]

Однако, в отличие от гравиметрического и других методов исследования, изучение кинетики образования фосфатной пленки при помош,и профилографии позволяет наглядно проследить за отдельными стадиями формирования и роста кристаллов фосфатов и фиксировать изменения их формы и размеров. Использование профилографии позволило обнаружить возникновение зародышевых кристаллов уже во время растворения фосфатируемого металла в начальной стадии пленкообразования, что весовым методом выявить не удается. [c.21]

Особенностями мартенситного превращения являются чрезвычайно высокая скорость образования центров кристаллизации и скорость роста кристаллов при невысоких температурах, ограниченный рост кристаллов и быстрое прекращение образования новых центров. Следовательно, кинетика мантенситного превращения резко отличается от кинетики перлитного и игольчато-трооститного превращения. Образовавшиеся почти мгновенно (фиг. 122, а) иглы не растут при выдержке в течение 240 час. (фиг. 122, б) и даже после 480 час. (фиг. 122, е). [c.185]

Коллоидные центры кристаллизации могут быть активированы магнитным полем, что оказывает влияние на кинетику роста кристаллов солй4 жесткости [77]. Установлены по-лиэкстремальная зависимость этого явления от напряженности магнитного поля и экстремальная зависимость от скорости потока воды. После магнитной обработки раствора бикарбоната кальция образование центров кристаллизации протекает бол(ве интенсивно, чем в обычных условиях кристаллизации. [c.48]

В том случае, когда однофазное состояние сплава устойчиво только при высоких температурах, образующиеся в результате мартенситного превращения фазы метаста-бильны вследствие бездиффузионного характера мартенситного превращения. Они имеют решетки, отличные от решеток стабильных фаз (например, и в сплавах u-Al, и " в сплавах u-Sn, , ", а в сплавах u-Zn). Если сплав и при низкой температуре является однофазным (например, а-фаза легированного железа, а-фаза в сплавах на основе Ti, Zr, Со), то в этом случае, так же как и в чистых металлах, в результате мартенситного превоащения образуются кристаллы с решеткой фазы, стабильной при низких температурах. В таких случаях превращение высокотемпературной фазы в низкотемпературную может протекать в зависимости от условий охлаждения или как мартенситное превра-1иение, или как превращение с нормальной кинетикой [56]. Б последнем случае превращение изотермически идет до конца, и рост кристаллов подобен росту зерен при рекристаллизации. Возможность превращения обоих типов наиболее наглядно установлена на примере уа-превращения легированного железа. [c.680]

Анализируя процессы превращения при непрерывном охлаждении относительно мелкозернистого (при АДС и ЭЛС) и крупнозернистого (при ЭШС) аустенита, следует отметить следующие особенности механизма и кинетики его распада. В околошовном участке ЗТВ при снижении со 120 до 6 "С/с повышается устойчивость аустенита в области образования бейнита и мартенсита, снижаются температуры начала выделения доэвтектоидного феррита и бейнитного превращения. При длительности охлаждения 8oo-5oo > (характеристическая длительность до появления в структуре феррита) обособляется область образования видманштеттового феррита. Порядок реакции п и величина кажущейся энергии активации Q составляют соответственно 1,8 и 134,3 кДж/моль (АДС, ЭЛС) 1,1 и 107,9 кДж/моль (ЭШС стали 09Г2С). Уменьшается число центров кристаллизации, а скорость роста кристаллов увеличивается. При этом в сталях системы легирования Si—Мп отмечается увеличение в 1,4—1,9 раза размера действительного зерна феррита при совпадающих значениях параметра Tgno-soo- [c.97]

Подстановка опытных дангплх дает для толщины диффузионного слоя s величину около 10" см и меньше. Присутствие посторонних адсорбированных веществ на поверхности твердого тела может сильно влиять па скорость. При гетерогенных процессах, сопровождающихся образованием новой фазы (как напр, кристаллизация из пересыщенных растворов), фактором, определяющим течение процесса, является уже не диффузия кинетика подобных процессов зависит от скорости образования зародышей и от быстроты их роста. Чем в большей степени переохлажден пересыщенный раствор, тем б6.яьшую величину приобретает скорость образования зародышей, которая в определенной точке достигает своего максимума н при дальнейшем понижении 1° начинает замедляться. Скорость роста кристаллов измеряется приращением их линейных размеров в единицу времени. [c.87]

Все упомянутые выще исследования, проведенные с различными веществами, позволяют сделать общий вывод о действии магнитного поля на растворы веществ независимо от природы последних. В результате воздействия магнитного, поля в жидкостях увеличивается количество зародышей новой фазы. Усиленное зародьинеобразование изменяет кинетику процесса кристаллизации, роста кристаллов, а также сказывается на размерах и форме этих кристаллов. Вещество образуется в объеме жидкости в форме высокодисперсного шлама. [c.118]

Поверхностная кинетика роста кристаллов. Рост кристаллов в основном осуществляется по слоистому или слоисто-спиральному механизмам. Теория слоисто-спирального роста кристаллов впервые была создана применительно к конденсации из газовой фазы Бартоном, Кабрерой и Франком. Эта теория занимает центральное место для роста кристаллов из газовой фазы, но она существенна также и для роста из разбавленных растворов, и даже в какой-то степени для роста из расплавов. Рассмотрим коротко основные положения этой теории. [c.187]

Формировочный процесс включает целый ряд элементарных стадий, среди которых могут быть названы гидратация, разложение, растворение, диффузия, миграция, нейтрализация, перенос зарядов, образование центров кристаллизации, рост кристаллов и т. д. В зависимости от конкретных условий в порах активной массы формируемого электрода тот или иной процесс может ограничивать скорость. Поскольку объем раствора в порах относительно мал (по сравнению с размером поверхности), в толще электрода возможны быстрые изменения концентрации раствора, что благоприятствует протеканию процессов кристаллизации, растворения, а также гидратации и нейтрализации. Все эти процессы происходят поэтому с большой-скоростью. С другой стороны, малый диаметр преобладающего числа пор определяет значительную роль диффузии и миграции ионов в кинетике формировочного процесса. Необходимо учесть также и то обстоятельство, что заряд ионов свинца возрастает при формировке (от 2 до 4). Для сохранения электронейтральности избыточные положительные заряды должны мигрировать из внутрённих частей электрода в толщу раствора. Этот процесс может лимитировать скорости анодного окисления и роста кристаллов двуокиси свинца. Влияние поляризации на скорость миграции ионов позволяет объяснить различие в скорости химических реакций, протекающих в пластине, погруженной в раствор Н2804, без тока и при протекании тока. [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...