Образование зародышей новой

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]

Величина работы образования зародыша новой фазы 1п[1 является в этом смысле мерой устойчивости исходной метастабильной фазы. [c.232]

При моделировании на ЭВМ насыщения из внешней среды показано, что формирование фазового состава диффузионного слоя зависит от соотношения двух величин — скорости образования зародышей новой фазы 2 12) 9з2 и скорости роста возникшей ранее фазы 3 за счет исходной фазы 1. Если эти величины соизмеримы, то относительно быстро формируется сплошной слой новой фазы 2 и фазовый состав диффузионного слоя соответствует равновесной диаграмме состояния. Если же д 121 Ъгч то фаза 2 отсутствует ее образование подавляется быстрым ростом фазы 3 за счет исходной фазы 1. Результаты математического моделирования согласуются с данными для систем Мо—31, Nb—81, 31 и др. [5]. [c.21]

Для получения барьерного слоя на границе покрытие—подложка можно вводить легирующую добавку, понижающую энергию активации образования зародышей новой фазы. [c.21]

Колонии вакансий должны устраняться и при фазовых превращениях. Образование новых фаз складывается из образования зародышей новых фаз и их роста. Зародыши возникают на границах зерен, в местах скопления дислокаций около включений и других дефектов. Они появляются в тех объемах, где работа их образования минимальна вследствие наличия уже имеющейся по-17—2306 257 [c.257]

При капельной конденсации процесс существенно зависит от капиллярных свойств рассматриваемой системы. Подвижность жидкой фазы связана с процессом теплообмена на изучаемом участке. Вероятность образования зародышей новой фазы зависит от степени переохлаждения пара. Эти характерные особенности процесса подсказывают и соответствующий выбор масштабов при записи задачи в безразмерных переменных. [c.160]

В отличие от обычных флуктуаций, совместимых с сохранением данного агрегатного состояния, флуктуации плотности, выходящие за пределы одного агрегатного состояния, т. е. соответствующие образованию зародышей новой фазы, названы Я. И. Френкелем гетерофазными [Л. 163]. [c.32]

Первый критерий (3-116) характеризует время, необходимое для достижения данного состояния. Второй критерий дает соотношение между энергией системы и энергией образования зародыша новой фазы в этой системе в данном состоянии. [c.68]

Так, в меди при G = 4,540 Па, Wd 30 10 Н, у/ = 0,5 Дж/м для образования зародыша нового зерна размером do= Ihm требуется плотность дислокаций ро= 1,7Т0 м , которая практически недостижима даже в сильнодеформированных металлах. Зародыши более крупного размера требуют меньшей плотности дислокаций, но для них трудно обеспечить синхронность перескока в равновесное состояние. В этом состоит одно из противоречий теории термообработки деформированного металла, поэтому к вопросу образования зародышей рекристаллизации мы еще вернемся. [c.123]

Тогда момент образования зародыша нового зерна, который мы трактуем как появление новой границы в зерне, может быть определен аналогично (3.33) [c.134]

Однако, во-первых, возможная пластическая деформация, величину которой можно определить как е = Ау /V < 2%, протекающая при повышенных температурах, с общепринятых позиций теории рекристаллизации явно недостаточна для накопления напряжений, необходимых для образования зародыша нового зерна. Во-вторых, [c.141]

При образовании зародыша новой фазы во многих случаях соблюдается принцип структурного и размерного соответствия. [c.46]

Одним из самых распространенных химических методов получения высокодисперсных порошков нитридов, карбидов, боридов и оксидов является плазмохимический синтез [42—48]. Основные условия получения высокодисперсных порошков этим методом — протекание реакции вдали от равновесия и высокая скорость образования зародышей новой фазы при малой скорости их роста. В реальных условиях плазмохимического синтеза получение наночастиц целесообразно осуществлять за счет увеличения скорости охлаждения потока плазмы, в котором происходит конденсация из газовой фазы благодаря этому уменьшается размер образующихся частиц, а также подавляется рост частиц путем их слияния при столкновении. [c.23]

При образовании зародыша новой фазы в общем случае надо учитывать три фактора изменение объемной (или химической) свободной энергии AFу — она уменьшается, чем и определяется возможность (Процесса изменение поверхностной энергии — она увеличивается вследствие затрат на образование поверхности раздела между зародышем новой фазы и материнской (значение этого фактора по сравнению с объемным тем большее, чем меньше размер зародыша) изменение упругой энергии AF — поскольку превращения могут сопровождаться изменениями удельного объема, возникновение упругих искажений вокруг зародыша потребует дополнительных усилий для реализации про- [c.171]

Когда превращение протекает с изменением состава, для образования зародыша новой фазы необходимы флуктуации не только энергии, но и состава. Эти флуктуации должны происходить в объеме, размер которого не меньше критического. [c.176]

Таким образом, как отмечается в работе [22], эволюция структуры реального кристалла должна рассматриваться как результат самосогласованного развития двух подсистем зарождающихся и растущих областей новой фазы, с одной стороны, и возникающих и перемещающихся дефектов, с другой. Такое рассмотрение приводит при одинаковом способе образования зародышей новой фазы к делению всех фазовых превращений на быстрые и медленные, что соответствует двум качественно различным кинетическим типам превращений в твердых телах — мартен-ситному и нормальному. [c.24]

В работе [ 57] показано, что при небольшой плотности дислокаций предпочтительными местами образования зародыша новой фазы могут оказаться границы зерен, как области с повышенной свободной энергией. Так, подсчитано, что работа образования зародыша на единичной дислокации в два раза выше, чем при зарождении на границах зерен. Однако, если создать в теле определенную плотность дислокаций, зарождение на них становится определяющим. [c.30]

Углубление представлений о фазовых превращениях в твердых телах привело к концепции об ориентированном образовании зародышей новой фазы независимо от механизма последующего развития превращения. Нарушения ориентированного роста новой фазы должны быть связаны, согласно этим взглядам, с протеканием вторичных процессов, изменяющих строение поверхностей раздела старой и новой фаз [26, 33, 115]. Это предположение дает основание ожидать кристаллографически закономерного формирования 7-фазы при нагреве сталей не только с исходными ориентированными структурами, но и со структурами, свойственными отожженному состоянию. [c.87]

Владимировым [162] было отмечено, что между процессами образования и изменения ротационных структур и фазовыми переходами с образованием зародышей новой фазы и их развитием за счет движения меж-фазных границ [167] существует достаточно глубокая аналогия. В частности, ротационная "фаза" имеет собственную, а ротационный фронт — поверхностную энергию [162]. [c.100]

Теоретический анализ процесса образования зародышей новой фазы в твердом состоянии и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в твердых [c.7]

Первичная рекристаллизация начинается с образования зародышей новых зерен и заканчивается полным замещением наклепанного металла новой поликристаллической структурой (рис. 5.13, а-в). Для начала первичной рекристаллизации необходимы два условия [c.135]

В холоднодеформированном металле при нагреве миграция границ зерен и изменение их размера и формы имеет свои специфические особенности. В этом случае получает развитие процесс рекристаллизации обработки или первичной рекристаллизации. Движущей силой процесса служит накопленная при пластической деформации энергия, связанная в основном с образованием дислокаций, имеющих высокую плотность (до 10"...10 см ). Рекристаллизация обработки приводит к образованию новых равноносных зерен с обновленной кристаллической решеткой. При этом свободная энергия рекристаллизованного металла становится меньше, чем деформированного вследствие уменьшения плотности дислокаций (до 10. ..10 см ). Процесс состоит из образования зародышей новых зерен и их роста. Имеется определенная аналогия с фазовыми превращениями диффузионного типа. Накопленная в объеме зерен энергия деформации примерно в 100 раз выше поверхностной энергии их границ, поэтому рекристаллизация на первых этапах может привести к образованию мелких зерен и увеличению их числа (по сравнению с деформированным металлом). [c.507]

В чем отличие классической модели образования зародышей новой фазы но флуктуа-ционному механизму и фуллереиной модели [c.377]

Обращение детерминанта D в ноль при фазовом переходе второгй рода кроме того означает, что работа образования зародыша новой фазы равна нулю и что, следовательно, возникновения отдельных мелких зародышей новой фазы с последующим их ростом при фазовом [c.248]

Следующее соотношение между критическими показателями вытекает из доказанного ранее равенства нулю работы образования зародыша новой фазы Al gp. Эта работа выражается произведением ApAV, а применительно к магнитным переходам — произведением [c.253]

Однако экспериментальные исследования, проведенные при определенных условиях, обнарулотли много случаев, когда эти выводы уже не справедливы. Так, в телах, где имеются неоднородные упругие напрялюпия, а также в сплавах при образовании зародышей новой фазы с составом, отличающимся от исходного, наблюдается явление так называемой восходящей диффузии, при которой поток атомов определенного сорта течет в области их повышенной концентрации. Очевидно, что двил ущей силой таких процессов не молют быть разность концентраций. [c.247]

Адам и Кокс [2] подтвердили, что чистая Zr02 не претерпевает фазового превращения при бомбардировке нейтронами. Они считают, что фазовое превращение происходит только в Zr02, содержащей примеси, которые обеспечивают образование зародышей новой фазы, и что осколки [c.181]

Малые местные изменения плотности однородного вещества, не нарушающие его агрегатного состояния, Я- И. Френкель именует гомофазными флуктуациями. Наряду с ними могут возникать существенно более интенсивные изменения плотности, выводящие (в месте их возникновения) вещество за пределы первоначального агрегатного состояния. Такого рода флуктуации предлагается называть гетерофазными , так как им отвечают местные уплотнения (или разрежения), приводящие к образованию зародышей новой фазы. Гетерофазные флуктуации должны особенно резко проявляться вблизи состояния насыщения исходной фазы. [c.122]

Зависимость (4-14) представляет собой основное уравнение кинетики образования зародышей новой фазы, полученное Беккером и Дёрингом [Л. 53]. Это уравнение решено для случая стационарного распределения зародышей (dM /d z = 0) при граничном условии = 0. Решение, предложенное Я- И. Френкелем [Л. 50], приводит к следующему выражению для числа капелек критического [c.131]

Адсорбционно-десорбц. гистерезис можно наблюдать на изобарах и в др. режимах. Его используют при определении истинной величины поверхности пористых адсорбентов, работы гетерогенного образования зародышей новой фазы, теп лот фазовых переходов и др. характеристик поверхностных явлений. [c.585]

Свободная П. э. определяет работу образования зародышей новой фазы и свободную энергию активации процесса фазового превращения. Существование свободной П. э. и поверхностного натяжения является причиной возникновения метастабильних состояний (состояний переохлаждения, пересыщения). Свободная П. э. определяет процессы диспергирования, адгезии и смачивания. При низком значении свободной П. о. возникает самопроизвольное диспергирование фаз, происходящее, напр., вблизи критич. состояния. При смачивании погружением изменение свободной П. э. определяет работу смачивания (правило Дюпре). При неполном смачивании свободная П. э., входя в ур-ние Юнга, определяет равновесную форму капли или пузыря и величину краевого угла (см. Смачивание). [c.646]

Влияние паяемого металла на процесс образования спая сказывается и непосредственно при кристаллизации, которая происходит на готовых поверхностях раздела. Образование зародышей новых кристаллов на поверхности паяемого металла зависит от характера смачивания припоем чем меньше краевой угол смачивания, тем меньше затрат энергии требуется для образования зародыша. Если краевой угол мал, то для зарождения. ародыша кристалла требуется незначительное переохлаждение. Поскольку обязательным условием пайки является смачивание припоем паяемого металла, то условия зарождения центров кристаллизации при этом весьма благоприятны. [c.29]

Условия возникновения зародышей новых зерен и их роста сформулированы во многих работах, например в [4, 47], исходя из понятий о напряжениях, создаваемых в материале дислокациями, генерированными во время пластической деформации. Для образования зародыша нового зерна размером do требуется плотность дислокаций ро = y//doWj, где - энергия дислокации единичной длины у/-удельная поверхностная энергия межзеренной границы. [c.123]

VII. Зарождение новых зерен при нагревании холоднодефор-мированного металла. Ускоренная тепловая обработка. Подход, используемый нами для анализа процессов термического разупрочнения, показывает, что при нагревании металла, деформированного при низких гомологических температурах, когда диффузионные процессы заторможены, движущие силы образования зародышей новых зерен имеют несколько иную природу. [c.133]

Превращения в твердом состоянии протекают в результате образования зародышей новой фазы и последующего их роста. Фазовые превращения в твердом состоянии также должны отвечать основному термодинамическому условию — уменьшать энергию Гиббса всей системы. Однако при фазовых превращениях в твердом состоянии нужно учитывать кроме выигрыша в энергии Гиббса при образовании зародыша новой фазы и увеличение энергии Гиббса за счет образования поверхности раздела между зародышем новой и исходной фаз АСпов (см. с. 28), повышение свободной энергии системы за счет упругой деформации матрицы вблизи зародыша АОдеф. В общем виде уравнение энергетического баланса при образовании новой фазы в матрице выглядит так [c.46]

С нашей точки зрения ни в коей мере нельзя отрицать наличия концентрационного перераспределения углерода в а-фазе и его роли в осуществлении а 7-превращения. Однако следует говорить не о флукту-ационных изменениях, а об образовании устойчивых сегрегащ1Й атомов углерода. Известно, что дислокации, границы зерен и субзерен, полосы скольжения и др. могут быть местами скопления атомов углерода, что доказывается в целом ряде экспериментальных работ. Подробный анализ большого числа исследований, сделанный в работе [20], показывает, что до сих пор недостаточна информация о том, какова же концентрация углерода в этих местах и являются ли данные области участками твердого раствора с измененной концентрацией или же вьщелившейся избыточной фазой. В этой работе приводятся данные о том, что при нагреве выше 400 0 сегрегационный эффект в значительной мере уменьшается либо просто исчезает. Некоторые концентрационные изменения, безусловно, могут сохраниться до температур а у-превращения, но они не могут достигать столь больших значений, как требует флуктуаци-онная концепция. В то же время теоретическое рассмотрение показывает, что даже весьма незначительные отклонения от средней концентрации в сторону приближения к равновесному составу приводит к резкому возрастанию вероятности образования зародыша новой фазы. [c.17]

Рассмотрим условия образования зародыша новой фазы с общих позиций. Большинство фазовых превращений, в том числе и а 7-пре-вращение, связано с изменением удельного объема. В кристаллических телах это приводит к упругой деформации матрицы, причем энергия деформации может оказаться весьма значительной, так как в связи с малостью объема зародыша матрица, находящаяся в непосредственной близости с ним, может иметь свойства идеального кристалла [55]. Бы-игрьпи свободной энергии, связанный с образованием новой фазы, в этом случае уменьшается, что видно из выражения [c.28]

Можно высказать следующие предположения относительно отмеченного эффекта. Известно, что в кристалле с равномерно распределенным растворенным элементом при наличии дислокаций возникает поток атомов этого элемента по направлению к дислокационным линиям, вследствие чего вокруг дислокаций создаются коттрелловские облака . Поскольку аустенит может наследовать дефекты деформированной а-фазы, можно ожидать образования на них сегрегаций углерода. Б межкритичес-ком интервале наличие таких сегрегаций должно затруднять процесс выделения феррита. Это связано с тем, что в присутствии дислокаций образование зародышей новой фазы преимущественно происходит именно на них [ 54]. Однако выделение малоуглеродистой а-фазы на дислокациях, обогащенных углеродом, естественно, затрудняется. Длительное сохранение неравновесного соотношения феррита и аустенита можно объяснить смещением кривых фазового равновесия при наличии несовершенств кристаллического строения за счет повышения термодинамического потенциала фаз и реализации в связи с этим квазиравновесных состояний. [c.58]

Явление ориентированного образования зародышей новой фазы объясняется с привлечением энергетических представлений, согласно которым форма и ориентировка этих зародышей в анизотропной среде должны соответствовать минимуму поверхностной энергии при данном объеме, а минимум поверхностной энергии обеспечивается при максимальном сходстве в расположении атомов на соприкасающихся гранях старой и новой фаз (принцип Конобеевского — Данкова). По данным Д. Мак Лина, на когерентной границе а- и 7-фаз поверхностная энергия уменьшается в 3 — 4 раза по сравнению с теми же значениями в случае неориентированного зародыша. В связи с этим критический размер когерентного зародыша аустенита на порядок меньше, чем некогерентного. Естественно, что это приводит к резкому увеличению вероятности образования когерентного зародыша. Выполненные И.Н. Ки-диным, М.А. Штремелем и В.И. Лизуновым расчеты показали, что вероятность появления некогерентного зародыша ничтожно мала по сравнению с когерентным. При этом, в соответствии с изложенным в гл. П, в основном реализуется гетерогенное зарождение "у-фазы, связанное с меньшими затратами энергии. [c.85]

Процесс ФПСП можно разделить на три стадии. Начальная стадия, характеризующаяся образованием зародышей новых зерен по границам зерен и тройным точкам старой фазы, а также заключительная фаза, когда происходит обычная деформация поликристаллического материа-па, образованного новой фазой, не имеют отношения к сверхпластичес- [c.423]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...