I—« кристаллизации термодинамическая

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]

Переход металла из жидкого состояния в твердое (кристаллическое) называется кристаллизацией. Кристаллизация протекает в условиях, когда система переходит к термодинамически более устойчивому состоянию с меньшей свободной энергией или термодинамическим потенциалом F, т. е. когда свободная энергия кристалла меньше жидкой фазы. Если превращение происходит с небольшим изменением объема, то f = Я — TS, где л — полная энергия системы Т — абсолютная температура S — энтропия [c.28]

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]

В последние десятилетия было установлено, что структура вещества, образующегося в условиях, далеких от термодинамического равновесия, может быть описана при помощи математического аппарата фрактальной геометрии. Поэтому мы можем предполагать, что структура вещества, составляющего критический зародыш новой конденсированной фазы, образующейся в процессах кристаллизации сталей и сплавов, фрактальна и является, по всей видимости, фрактальным кластером. Можно привести несколько подтверждений [c.82]

Высокая прочность межатомной связи в кристаллах твердого раствора и второй выделяющейся фазы является необходимым условием высокого температурного уровня структурного разупрочнения сплава. Взаимодействие между обеими фазами также является важным фактором, влияющим на процесс коагуляции выделяющейся фазы, т.е. на процесс разупрочнения сплава при высоких температурах. Следовательно, при создании высокожаропрочных сплавов надо иметь в виду не только свойства кристаллов основного твердого раствора и выделяющейся фазы, но и термодинамические условия взаимодействия между ними. Важное значение для повышения жаропрочности сплавов имеет литая гетерогенная структура, возникающая при кристаллизации отливки в виде скелета или сетки. Существенным при этом является высокая термическая стабильность избыточной фазы в сплаве. [c.48]

Можно указать на несколько факторов, вызывающих появление подобных дефектов. К ним относятся в первую очередь кинетические факторы, связанные с тем, что кристалл не успевает стать идеальным в процессе кристаллизации и последующей обработки. Далее следует указать, что при не слишком низких температурах из-за конкуренции энергетического и энтропийного факторов присутствие в кристалле некоторого количества дефектных мест будет отвечать термодинамическому равновесию. Наконец, уже созданные идеальные кристаллы могут оказаться испорченными под влиянием факторов (механической обработки, действия радиации), нарушающих строгую периодичность расположения атомов. По этим причинам реальные кристаллы имеют дефекты, и физические свойства кристалла формируются под совместным действием строгой периодичности и отступлений от нее. Можно привести немало примеров, свидетельствующих о важности учета вклада дефектов в формирование свойств материалов. Так, без учета этого вклада оказалось невозможным построение теории прочности и пластичности материалов, поскольку эти характеристики определяются степенью сопротивления тела действию сил, смещающих разные части тела относительно друг друга. Под действием радиации (мощные световые потоки, пучки электронов, нейтронов, заряженных ядер и т. д.). отдельные атомы или группы атомов оказываются выбитыми из своих правильных положений, и поэтому структура и свойства облученных материалов необъяснимы без оценки роли дефектов и т. д. В связи с этим важной составной частью физики твердого [c.228]

Плавление и кристаллизация представляют собой универсальные явления, присущие всем кристаллическим телам. Плавление состоит в переходе от строго упорядоченного расположения составляющих кристалл струк- Турных частиц к беспорядочному (в жидкости, как уже отмечалось ранее, возможно сохранение ближнего, но не дальнего порядка). С термодинамической точки зрения плавление представляет собой фазовый переход 1-го рода [c.389]

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]

В условиях термодинамического равновесия металл при нагреве переходит из твердого состояния в жидкое (расплавление металла), а при охлаждении — из жидкого в твердое (кристаллизация металла) при определенных температурах, зависящих от природы металла (табл. 5) [c.42]

При температуре свободные энергии жидкого и твердого металлов одинаковы и система, таким образом, находится в термодинамически равновесном состоянии. Для перехода металла из одного агрегатного состояния в другое должна возникнуть разность свободных энергий Af i — при расплавлении или Д/ j —при кристаллизации (в этих случаях запас свободной энергии минимален и система находится в устойчивом состоянии). [c.45]

Термодинамические свойства. В зависимости от степени кристаллизации известны значения энтальпии и удельной теплоемкости фторопласта-3. Как видно из рис. 14, при изменении тс.м-пературы изменяется удельная теплоемкость полимера, причем наиболее интенсивное изменение наблюдается в области температуры плавления. При более низкой температуре изменение удельной теплоемкости в зависимости от температуры носит линейный характер. У штампованных деталей, охлажденных во.з-духом, она возрастает от величины 0,261 кал г-град) при 0° С [c.23]

Стекло относится к термодинамически неустойчивым системам и при температурах выше Tg потенциально склонно к кристаллизации. [c.438]

Магнитное поле может влиять на образование центров кристаллизации в пересыщенных, т. е. термодинамически неравновесных, системах при наличии ферромагнитных окислов железа. В природных водах, как пресных, так и морских, в пересыщенном состоянии находится преимущественно карбонат кальция. Поэтому обработка магнитным полем имеет наибольшее практическое значение для вод кальциево-карбонатного класса, преобладающих среди пресных вод. Основным признаком пересыщения воды по карбонату кальция может служить отсутствие агрессивной двуокиси углерода. [c.34]

Переход металла из жидкого состояния в твердое (кристаллическое) называется кристаллизацией. Кристаллизация протекает в условиях, когда система переходит к термодинамически более устойчивому состоянию с меньшей энергией Гиббса (свободной энергией) О, т. е. когда энергия Гиббса кристалла меньше, [c.24]

Кристаллические структуры являются дискретными, организованными, термодинамически стабильными. В отсутствие внешних силовых полей время жизни т оо (полиэтилен, полипропилен, полиамиды и др-). Кристаллизация происходит в определенном интервале температур. В обычных условиях полной кристаллизации не происходит и структура получается двухфазной. Кристалличность сообщает полимеру большую жесткость и твердость, а также теплостойкость. При длительном хранении, эксплуатации и переработке надмолекулярные структуры могут претерпевать изменения. [c.438]

Скорость процессов химической коррозии керамики зависит также от ее структурных особенностей, т. е. пористости и характера распределения пор, их формы и размера, состояния поверхности, степени кристаллизации, распределения кристаллической и стекловидной фаз. Как и во всяком химическом процессе, скорость химического взаимодействия зависит от температуры, давления, концентрации, скорости относительного перемещения реагирующей среды и керамического изделия. Оценка возможного взаимодействия той или иной среды с керамикой может быть произведена с помощью термодинамических расчетов. Термодинамика дает основание установить возможность самопроизвольного процесса химического взаимодействия при определенных условиях. [c.26]

Скорость кристаллизации, как установил Г, В. Вульф [32], связана прямой зависимостью с энергией присоединения частиц к какой-либо грани кристалла эта энергия, в свою очередь, тем больше, чем больше поверхностное натяжение грани. Изучая процессы образования и роста кристаллов, А. В. Шубников показал [32], что грани, образующие со смежными гранями острые углы, не обладают способностью зарастать. Им же показано, что для фактического наступления кристаллизации расплава недостаточно только наличия термодинамического условия, отмеченного выше. Здесь важно также преодоление внутренних сопротивлений процессу построения кристаллической решетки. [c.11]

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

Равновесный процесс — бесконечно медленный процесс, в котором термодинамическая система проходит через ряд бесконечно близких друг к другу равновесных состояний. Равновесный процесс — это обратимый процесс, например кристаллизация. [c.25]

Сливаемые вместе чугуны при различных температурах и химическом составе имеют неодинаковые области существования твердо-жидкого состояния и неравноценные термодинамически выгодные размеры диспергированных фаз. Совместное существование двух растворимых друг в друге сплавов возможно только при переходе к некоторому третьему осредненному состоянию, причем два исходных расплава оказываются как бы неравновесными системами по отношению к получаемому расплаву. Переход к осредненному состоянию сопровождается перестройкой ближнего порядка исходных сплавов и активизацией потенциальных зародышей. В этих условиях при последующем охлаждении сплава инициируются кристаллизация чугуна и образование графитных включений. [c.146]

Таким образом, термодинамическим условием гетерогенного зарождения является то, что энергия поверхности раздела между зародышем и центром меньше энергии поверхностей раздела между жидкостью и центром и между жидкостью и зародышем. Чем больше эта разность, тем эффективней центр кристаллизации. Такими центрами могут оказаться Всевозможные включения, окисные пленки и даже стенки сосуда, в котором происходит кристаллизация. Аналогично ведут себя включения и частицы в твердом растворе. [c.174]

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

При участии в процессах газообразной фазы приходится вводнть в расчеты более сложную величину — термодинамический потенциал шстеиы. Но процесс кристаллизации, в котором газообразная фаза не уч с ву т, вполне может быть охарактеризован свободной энергией. [c.44]

Для начала кристаллизации необходимо, чтобы процесс был термодинамически выгоден системе и сопровождался уменьшением свободной энергии системы. Из кривых, приведенных на pff . 25, видно, что это возможно только тогда, когда жидкость будет охлаждена ниже точки Температура, при которой практически начинается кристаллизация, может быть названа фактической температурой кристаллизации. [c.45]

То. что сказано в отношении кристаллизации графита из жидкости, применимо и для кристаллизации графита из аусте-нита. Нет ясных экспериментальных доказательств того, что из гомогенного аустенита непосредственно выделяется графит, хотя, согласно приведенным выше термодинамическим положениям (см, с. 205), это возможно в уз ком диашазоне температур (в интервале между линиями стабильной и метастабильной систем). Однако если в процессе нагрева произошла частичная графитизация вследствие распада цементита, то возможно отложение углерода на уже имеющихся графитных включениях (при охлаждении ниже линии P S E ), что наблюдалось экспериментально. [c.207]

Кристаллы полимеров отличаются от обычных низкомолекулярных кристаллов (атомных или молекулярных), которые в механическом, кинетическом и термодинамическом см1.1сле являются квазиизотроп-ными, так как силы связей между узлами в направлении различных кристаллографических осей практически не различаются. При кристаллизации линейных полимеров ситуация резко изменяется, так как появляется некоторая преимущественная ось, совпадающая с направлением цепи главн .1х валентностей. В этом направлении связи между узлами ковалентные и равнопрочность всей решетки исчезает. [c.91]

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]

Эти данные свидетельствуют о том, что из-за более низкой термодинамической стойкости молекула гексафторида рения может восстанавливаться на малоактивных центрах кристаллизации, а вероятность восстановления молекулы гексафторида вольфрама мала. Поскольку распределение числа активных центров по энергиям отвечает распределению Больцмана, то кодицесхво активццд [c.52]

Волокнистые, слоистые и дисперсноуирочненные материалы принято относить к термодинамически неравновесным системам. Только эвтектические копозиции в силу специфических условий кристаллизации являются термодинамически равновесными. [c.7]

Кристаллизация чугуна в стабильной (графитной) или в метастабильной (це-ментитной) системах зависит не только от рассмотренных факторов кинетики струк-турообразования, но и от химического состава чугуна. В последнее время стала возобладать точка зрения, согласно которой химический состав чугуна влияет на его отбел или графитизацию путем воздействия, главным образом, на термодинамический стимул того или другого процесса. Нет сомнений в том, что кремний служит графи-тизатором в чугуне именно в силу резкого усиления термодинамического стимула процесса графитизации при легировании металла кремнием. Хром, со своей стороны, стабилизирует карбидную структуру за счет сокращения этого стимула, который при некотором критическом содержании хрома может вовсе исчезнуть и тогда графити-зация сплава невозможна — чугун становится белым при любых условиях затвердевания и охлаждения. [c.16]

При температурах, близких к температурам кристаллизации, свойства этих жидкостей ближе к твердым телам при околокрити-ческих термодинамических параметрах состояния их свойства близки к свойствам газов. Поэтому тепловое состояние жидкости можно характеризовать совокупностью черт, свойственных, с одной стороны, тепловому движению в твердых телах, а с другой — чертами [c.12]

А. м.— метастабильные системы, термодинамически неустойчивые относительно процесса кристаллизации, их существование обусловлено только замедленностью кинетич. процессов при низких теми-рах. Стабилизации А. м. способствует наличие т. н. аморфизирующих примесей. Так, аморфные плёнки из чистых металлов значительно менее стабильны, чем нлёнки из сплавов, а для получения металлич. стёкол из чистых металлов требуются очень большие скорости охлаждения ( 10 о К/с). [c.69]

Если считать установленным, что при плавлении металла его структура исчезает, т. е. Д5стр—>0, то можно предположить, что при кристаллизации она возникает. При этом, согласно (2.11) и (2.12), внутренние напряжения, создаваемые структурными элементами, уравновешивают внешние (силу гравитации, атмосферное давление, поверхностное натяжение) при минимуме строительного материала - энергии дефектов кристаллического строения. Подобное утверждение помогает сформулировать принцип самоорганизации - образования структур в термодинамических системах система образует структуру, т.е. определенным образом располагает свои энер- гозаряженные элементы, чтобы при минимуме запасенной (диссипироеанной) энергии уравновесить внешние возмущения. Как только внешние условия изменяются, система образует новую структуру (новый тип структуры, новый порядок). При снятии внешних возмущений система сбрасывает структуру, стремясь опять же к минимуму энергии. Чем больше значение I А стр I, тем совершенней структура, тем дальше система от равновесного состояния. [c.63]

Фазовые равновесия в системе Сг—Y изучались неоднократно, и [IX анализ проведен в обзорах [1, 2]. Согласуясь между собой в Отношении отсутствия в системе Сг—Y промежуточных фаз и нали-5й1я незначительной взаимной растворяемости компонентов в твердом состоянии, данные различных исследований расходятся в определении общего характера строения системы. Так, согласно работе [3] Сг и Y полностью смешиваются в жидком состоянии и образуют эвтектику при кристаллизации. В работах [4, 5 и др.] указывается на существование области несмешиваемости в жидком состоянии. По данным работы [4] область несмешиваемости имеет место в интервале концентраций 9,4—58 % (ат.) У. Температура монотектической реакции составляет 17бО 25 °С [4], или 1780 °С [5]. Эвтектическая реакция протекает при температуре 1330 25 °С и содержании -80 % (ат.) Y [4]. На рис. 104 диаграмма Сг—Y приведена согласно работе [4]. Термодинамический расчет, проведенный в работе [6], подтвердил характер взаимодействия компонентов, показанный на рис. 104. [c.201]

Другой термодинамический критерий был сформулирован следующим образом (Д. К. Белащенко [13, с. 5] ) повышенную склонность к аморфизации должны проявлять те сплавы, у которых при температуре выше стеклования интегральная инергия Гиббса переохлажденного состояния расплава лежит ниже энергии Гиббса кристаллического пересыщенного твердого раствора. В этом случае изоконцентрационная кристаллизация запредена термодинамически (предполагается, что двухфазная кристаллизация запрещена кинетически) и переохлажденный раствор должен перейти в аморфное состояние. При таком подходе термодинамические свойства аморфной фазы рассматриваются как продолжение термодинамических свойств жидкости, а аморфизация будет тем вероятнее, чем сильнее отрицательные отклонения от идеальности в жидкой фазе и положительные отклонения в твердых растворах. Следовательно, склонность к аморфизации усиливается с понижением эвтектической температуры и при снижении растворимости в граничных твердых растворах. [c.13]

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]

Теоретические основы процесса образования пленок и покрытий при термораспаде металлорганических соединений развиты Домрачевым с сотрудниками [33]. Показано, что осаждение покрытий из паровой фазы является сложным многостадийным процессом, включающим стадии, которые контролируются явлениями массо- и теплопереноса, адсорбции и десорбции, собственно стадию химической реакции термораспада металлоорганических соединений, а также стадии формирования твердой фазы и кристаллизации. Отмечено, что образование слоистых и столбчатых структур, так же как и рост крупных и нитевидных кристаллов, есть проявление нелинейных кинетических закономерностей в условиях, далеких от термодинамического равновесия. В таких случаях возникает неравновесная термодинамическая устойчивость металлорганического соединения по отношению к процессу распада, однако эта устойчивость соответствует достижению системой стационарного состояния, которое в общем случае может не быть устойчивым во времени и пространстве. Это состояние названо динамически устойчивьш неравновесным состоянием [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...