Равновесная температура кристаллизации

Охлаждение жидкости ниже равновесной температуры кристаллизации называется переохлаждением. [c.45]

Чем больше скорость образования зародышей и чем больше скорость их роста, тем быстрее протекает процесс кристаллизации. При равновесной температуре кристаллизации (Тап) число зародышей и скорость роста равны нулю, поэтому кристаллизации не происходит (рис. 22). При увеличении степени переохлаждения скорость [c.34]

Гф — фактическая температура — равновесная температура кристаллизации и,р — скорость кристаллизации I — твердая фаза II — расплав [c.442]

Изменение энергии Гиббса металла в жидком и твердом состоянии в зависимости от температуры показано на рис. 18. Выше температуры Гд более устойчив жидкий металл, имеющий меньший запас свободной энергии, а ниже этой температуры устойчив твердый металл. При температуре Тц значения энергий Гиббса металла в жидком и твердом состояниях равны. Температура Тд соответствует равновесной температуре кристаллизации (или плавления) данного вещества, при которой обе фазы (жидкая и твердая) могут сосуществовать одновременно. Процесс кристаллизации при этой температуре еще не начинается. Процесс кристаллизации развивается, если созданы условия, когда возникает разность энергий Гиббса АС, образующаяся вследствие меньшей энергии Гиббса твердого металла по сравнению с жидким. [c.25]

Имеется в виду термодинамически равновесная температура кристаллизации Тт. Прим ред. [c.46]

Поверхностный слой мелких произвольно ориентированных кристаллов 1 образуется в момент контакта расплавленного металла с холодной стенкой изложницы. Из большого количества мелких кристаллов возможности для роста сохраняют только те, продольные оси которых совпадают с направлением теплоотвода, т. е. направлены перпендикулярно стенкам изложниц. Так зарождается и развивается в ходе кристаллизации слой столбчатых кристаллов 2. По мере их роста в расплаве перед фронтом кристаллизации скапливаются примеси, снижающие равновесную температуру кристаллизации, и в момент, когда эта температура становится значительно ниже реально существующей, в расплаве зарождаются кристаллы, не связанные с зоной столбчатых кристаллов. Они свободно растут во всех направлениях, образуя зону равноосных кристаллов 3. [c.186]

Регулярные полимеры кристаллизуются при переохлаждении ниже равновесной температуры кристаллизации <к- Кристаллизация сопровождается выделением теплоты и уменьшением объема, при этом гибкие макромолекулы укладываются в порядке, который соответствует определенной кристаллической решетке. Степень кристаллизации обычно высока (не менее 60 - 70 %), однако полная кристаллизация не достигается. [c.42]

Температура, при которой термодинамические потенциалы вещества в твёрдом и жидком состояниях равны, называется равновесной температурой кристаллизации. Кристаллизация происходит в том случае, если термодинамический потенциал вещества в твердом состоянии будет меньше термодинамического потенциала вещества в жидком состоянии, т.е. при переохлаждении жидкого металла до температур ниже равновесной. Плавление — процесс, обратный кристаллизации, происходит при температуре выше равновесной, т.е. при перегреве. Разница между реальными температурами плавления и кристаллизации называется температурным гистерезисом. [c.68]

Поскольку жидкий металл обладает большей внутренней энергией, чем твердый, при кристаллизации выделяется теплота. Между теплотой Q и температурой кристаллизации существует определенная связь. Так как при равновесной температуре кристаллизации термодинамические потенциалы в жидком и твердом состояниях равны, из формулы (1.1) следует, что [c.69]

Степень переохлаждения зависит от природы металла и скорости охлаждения. Чем выше скорость- охлаждения, тем больше степень переохлаждения. При значительных скоростях охлаждения степень переохлаждения велика и процесс кристаллизации протекает значительно ниже равновесной температуры кристаллизации Т 5- [c.30]

С увеличением скорости охлаждения степень переохлаждения возрастает (кривые 2 и 3) и процесс кристаллизации протекает при температурах, лежащих значительно ниже равновесной температуры кристаллизации. [c.13]

Различают теоретическую и фактическую температуру кристаллизации. Гз—теоретическая или равновесная температура кристаллизации, при которой При этой температуре [c.64]

Равновесная температура кристаллизации 25 Равноосные кристаллы 32 Радиография 23 Разрешающая способность 21 Разгарные трещины 312 Рассеянные лучи 19 Раствор 56 [c.458]

Равновесная температура кристаллизации 30 Равноосные кристаллы 37 Радиография 27 Разгарные трещины 330 Разрешающая способность 25 Рассеянные лучи 24 Раствор 60 [c.476]

Гд — равновесная температура кристаллизации [c.24]

Как видно из рис. 18, число зародышей (ч. з.) и скорость их роста (с. р.) при равновесной температуре кристаллизации ( ц) равны нулю, и поэтому процесс кристаллизации не протекает. При увеличении степени переохлаждения они возрастают, достигают при определенной степени переохлаждения максимума, после чего снижаются. [c.30]

Для металлов, имеющих сильную склонность к переохлаждению до спонтанного образования центров затвердевания, таких, как галлий, олово, сурьма, описанного выше охлаждения гнезда термометра недостаточно. Получающееся при этом падение температуры стенки гнезда термометра не приводит к возбуждению кристаллизации, поскольку эти металлы могут оставаться в переохлажденном жидком состоянии в случае сурьмы примерно на 40 К ниже равновесной температуры затвердевания. Интенсивное охлаждение наружной стенки тигля потоком аргона или азота [21] позволяет преодолеть эти особенности металлов. В этом случае тигель, но не сколь-нибудь значительный участок печи, должен быть быстро охлажден на несколько десятков градусов. Этого достаточно для возникновения центров кристаллизации по всей внутренней стенке тигля. Выделяющейся теплоты перехода достаточно для повышения температуры образца и тигля до температуры затвердевания в течение нескольких минут. Достижение плато затвердевания образца происходит в результате быстрого роста дендритов, что всегда наблюдается при затвердевании из переохлажденного состояния. Затем рост дендритов прекращается и оставшийся металл затвердевает с гладкой поверхностью раздела фаз, медленно продвигающейся к гнезду термометра. Альтернативный метод [55] возбуждения центров кристаллизации таких металлов, как олово и сурьма, состоит в удалении тигля с образцом из печи при достижении в ней температуры затвердевания и помещении его в другую печь, имеющую температуру примерно на 90 °С ниже. Как только из-за выделяющегося при начале затвердевания тепла прекратится охлаждение тигля с образцом, он переносится в исходную печь, имеющую температуру лишь на несколько градусов ниже температуры затвердевания. Успех подобной процедуры ярко демонстрирует выделение энергии при переходе от жидкого состояния к твердому. [c.177]

Следовательно, процесс кристаллизации может протекать только при переохлаждении металла ниже равновесной температуры Тал-Разность между температурами Тал и Т , при которых может протекать процесс кристаллизации, носит название степени пере охлаждения ДГ = Т л — Т (рис, 16). [c.29]

Термические кривые, характеризующие процесс кристаллизации чистых металлов при охлаждении с разной скоростью, даны на рис, 17, При очень медленном охлаждении степень переохлаждения невелика и процесс кристаллизации протекает при темиературе, близкой к равновесной (рис, 17, кривая t j). На термической кривой при температуре кристаллизации отмечается горизонтальная площадка (остановка в падении температуры), образование которой объясняется выделением скрытой теплоты кристаллизации, несмотря на отвод тепла при охлаждении. [c.29]

Рис. 22. Зависимость числа зародышей (ч. э), средней скорости их роста (с, р), изменения свободной эиергии при кристаллизации AF, средней скорости кристаллизации V и коэффициента диффузии D от степени переохлаждения ДГ — равновесная температура плавления (кристал-лизации)

Температура Т , при которой равновероятно как твердое, так и жидкое состояние, — равновесная или теоретическая температура кристаллизации. Затвердевание металла при этой температуре еще не происходит. Для кристаллизации необходимо образование зародышей и их рост в результате присоединения частиц контактирующей с ними жидкости. Это достигается при температуре ниже критической, т. е. при переохлаждении. [c.435]

Увеличение концентрации примеси перед фронтом кристаллизации приводит к снижению температуры ликвидуса. При этом возникает область концентрационного переохлаждения АТ (рис. 12.10), поскольку из-за изменения состава 1 этого слоя меняется и температура кристаллизации 2. Фактическая температура 3 расплава, зависящая от сложившихся температурных условий кристаллизации, может быть ниже равновесной температуры 2, что вызывает переохлаждение 4 и обеспечивает возможность кристаллизации. [c.443]

Кинетика диффузионного превращения. Диффузионное превращение происходит по механизму образование зародыша и рост новой фазы . Этот тип превращения подчиняется тем же общим закономерностям, что и процессы кристаллизации жидкости (см. гл. 12). Существуют некоторые особенности, связанные с твердым состоянием исходной и образующейся фаз и относительно низкой температурой превращений. Образование зародышей критических размеров сопровождается увеличением свободной энергии системы, равным /з поверхностной энергии зародышей (остальные две трети компенсируются уменьшением объемной свободной энергии). Возникновение зародышей обеспечивается в результате флуктуационного повышения энергии в отдельных группах атомов. При превращении в сплавах образуются фазы, отличающиеся по составу от исходной, поэтому для образования зародыша необходимо также наличие флуктуации концентрации. Последнее затрудняет образование зародышей новой фазы, особенно если ее состав сильно отличается от исходной. Другой фактор, затрудняющий образование зародыша новой фазы, связан с упругой деформацией фаз, которая обусловлена различием удельных объемов исходной и образующейся фаз. Энергия упругой деформации увеличивает свободную энергию и, подобно поверхностной энергии, вносит положительный вклад в баланс энергии. Критический размер зародышей и работа их образования уменьшаются с увеличением степени переохлаждения (или перегрева) по отношению к равновесной температуре Гр, а также при уменьшении поверхностной энергии зародыша. [c.493]

С изменением внешних условий, например, температуры, свободная энергия системы изменяется по сложному закону, который различен для твердого и жидкого состояния (рис. 24). При температурах выше равновесной температуры плавления 7), меньшей свободной энергией обладает жидкая фаза, а ниже этой температуры - твердая фаза. При температуре Т обе фазы могут существовать одновременно и процесс кристаллизации еще не начинается. Для его начала необходимо, чтобы процесс был термодинамически выгоден системе и сопровождался уменьшением свободной энергии системы. Из кривых на рис. 24 видно, что это возможно при охлаждении жидкости ниже равновесной температуры Т . [c.41]

Непрерывный ряд твердых растворов возникает, если для компонентов А ч В в основном соблюдаются правила изоморфного замещения. Для построения кривых начала кристаллизации (кривых ликвидуса) мы должны рассмотреть условия равновесия в системе жидкий — твердый растворы. Равновесное состояние должно характеризоваться равенством парциальных давлений. Парциальное давление пара растворителя над раствором описывается законом Рауля Ра Ра а, где р% — давление пара чистого жидкого компонента А при заданной температуре Ха — его мольная доля. Исходя из законов термодинамики, кривые давления чистого растворителя в жидком (кривая А — А ) и твердом (кривая В — В ) состояниях должны лежать выше кривых парциального давления того же вещества в жидком (кривая О — О ) и твердом (кривые С —С, Р — Р и К — К ) растворах (рис. 35). Кривые А — А и В — В пересекаются в точке /, абсцисса которой указывает температуру кристаллизации Тх чистого компонента А. Если из жидкого раствора, характеризуемого кривой О — О, кристаллизуется чистый компонент А, температура его кристаллизации Т2 соответствует точке 2. Если из жидкой фазы (кривая О — О ) кристаллизуется не чистый компонент А, а его твердый раствор (кривые С — С, Р — Р и К Л"), температуры начала кристаллизации, характеризуемые точками Л,и 5, могут лежать выше и ниже температуры в зависимости от концентрации компонента А в твер,[гом растворе конкрет- [c.68]

Как и при первичной кристаллизации для полиморфных превращений необходимо переохлаждение или перегрев относительно равновесной температуры По своему механизму это кристаллизационный процесс, осуществляемый путем образования зародышей (как правило, на границах зерен) и последующего их роста. В результате образуются новые кристаллические зерна, имеющие другой размер и форму. Скачкообразно изменяются все свойства удельный объем, теплоемкость, теплопроводность, механические и химические свойства. [c.8]

По толщине слоя затвердевшего металла и его температуре на поверхности контакта с формой можно графически определить угол наклона кривой равновесной температуры затвердевающего металла. Пересечение этой кривой с фронтом кристаллизации дает точку солидус, а пересечение этой линии с температурой ликвидус определяет размер двухфазной зоны (рис. 31). [c.44]

С увеличением скорости охлаждения степень переохлаждения возрастает (кривые v , и процесс кристаллизации ротекает при температурах, лежащих значительно ниже равновесной температуры кристаллизации. Чем чище жи,цкий металл, те.м белое он склонен к переохлаждению. При затвердевании очень чистых металлов степень переохлаждения АТ может быть очень велика. Однако чаще степень переохлаждения не превышает 10 -30 "С. [c.26]

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]

При температурах, близких к равновесной температуре кристаллизации (То), создаются условия для образования в жидком металле атомных группировок ближнего порядка. Этому способствуют ф к-туации, под которыми понимаются временные местные отклонения от средних значений распределения энергии, тепла, химического состава. [c.39]

Чем больше количество образующихся зародышей кристаллизации и чем больше скорость их роста, тем быстрее протекает процесс кристаллизации. При равновесной температуре кристаллизации Т, число зародышей и скорость роста равны нулю, и поэтому процесс кристаллизации не идет (рис. 21). При увеличении степени переохлаждения число зародышей и скорость роста возрастают, достигают при определенной степеш переохлаждения максимума, после чего снижаются. Обычно считают, что с увеличением степени переохлаждения число зародышей возрастает быстрее, чем скорость роста. [c.34]

С увеличением скорости охлаждения степень переохлаждения возрастает (кривые иг, из) и процесс кристаллизации протекает при температурах, лежащих ниже равновесной температуры кристаллизации. Степень переохлаждения зависит от природы и чистоты металла. Чем чище жидкий металл, тем более он склонен к переохлаждению. При затвердевании очень чистых метал.тов степень переохлаждения ДГ может быть очень велика. Так, при затвердевании 5п была достигнута А7=118°С и 5Ь 135°С. Однако чаще степень переохлаждения не лревышает 10—30°С. [c.34]

Охлаждение жидкости ниже равновесной температуры кристаллизации называется переохлаждением. Те же причины обусловливают и то, что и обратное превращение из кристаллического состояния в жидкое может произойти только выше температуры это явление называется пе ренагреван ием. [c.30]

Как и при кристаллизации из жидкой фазы, для того чтобы полиморфное превращение протекало, нужно некоторое переохлаждение (или перенагрев) относительно равновесной температуры, чтобы [c.40]

Для равновесных условий кристаллизации акад. А. А. Дочвар связывает вероятность образования горячих трещин с эффективным интервалом кристаллизации Гэф, определяемым как интервал температур, заключенный между температурой образования кристаллического каркаса внутри расплава и температурой соли-дуса. На рис. 12.44 изображен участок бинарной диаграммы состояния. По вертикальной оси отложены температура Г, линейная усадка сплава е и критическая скорость определяющая уровень технологической прочности сплава. [c.480]

При те.мпературях выше равновесной температуры плавления Т меньшей свободной энергией обладаег жидкая фаза, а ниже этой температуры - твердая фаза. При температуре Т обе фазы могут существовать одновременно. Процесс кристаллизации при этой температуре еще не начинается. Он может протекать только при переохлаждении металла ниже равновесной температуры когда возникает разность свободных энергий ДО (при температуре кристаллизации Т ). [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...