Гетерогенное образование зародышей

Гетерогенное образование зародышей. Образование зародышей в жидком металле по описанному механизму называется самопроизвольным (или спонтанным). Самопроизвольное образование зародышей на основе фазовых и энергетических флуктуаций может происходить только в высокочистом жидком металле (гомогенное затвердение). [c.36]

Гетерогенное образование зародышей [c.45]

Проведенный анализ показывает, что роль эффектов капиллярности второго рода своеобразна и сравнительно ограничена. Эффекты тонкой пленки в основном актуальны для механизма гетерогенного образования зародыша жидкой фазы. Если исходить из предположения, что все необходимые характеристики центров конденсации или заро- [c.147]

ГЕТЕРОГЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ЗАРОДЫШЕЙ [c.32]

Гетерогенное образование зародышей существенно влияет на фазовые превращения в реальных сплавах. Известно, что превращение переохлажденного аустенита при температурах, при которых скорость образования перлита наибольшая (для стали эвтектоидного состава 600°С), начинается с образования зародышей преимущественно на границах зерен при более высокой температуре превращение реализуется также в объеме. В процессах распада выделение избыточных фаз часто наблюдается по границам зерна или вдоль плоскостей скольжения, где прошла пластическая деформация. Количественная оценка показывает, что во многих случаях имеет место гетерогенное образование зародышей. При этом центрами гетерогенного образования зародышей, по видимому, являются дефекты структуры. [c.176]

Центры гетерогенного зарождения в случае некогерентных и когерентных выделений могут быть различными. В первом случае превалирующее значение имеет выигрыш в поверхностной энергии и подходящим местом для гетерогенного образования зародыша может явиться граница зерна или поверхность включений. Для когерентного выделения решающее значение будет иметь уменьшение энергии упругой деформации. При наличии искажений постоянная решетки различна в различных участках твердого раствора и в одних участках соответствие с решеткой выделения будет больше, чем в других. Центрами внутренних напряжений (искажений), в частности, служат дислокации они могут быть благоприятными центрами возникновения когерентных выделений. [c.176]

Этот член, описывающий заселенность докритических зародышей (молекулами.— Ред.], но-видимому, не имеет большого значения в условиях гомогенного зародышеобразования при переходах жидкой фазы в твердую. Однако в случае гетерогенного образования зародышей при малых переохлаждениях (О—10°С) он будет играть важную роль. [c.158]

При фазовом переходе следует делать различие между гомогенным и гетерогенным образованием зародышей. При гомогенном образовании зародышей имеет место фазовый переход (например, расплав—кристалл) при отсутствии границ раздела, т. е. внутри самой фазы за счет статистических колебаний плотности и кинетической энергии без участия посторонних поверхностей раздела. Если кристаллизация происходит на стенках сосуда, на других кристаллах (т. е. при участии посторонних по- [c.284]

Термодинамический анализ гетерогенного образования зародышей более сложен по сравнению с гомогенным образованием зародышей. Гетерогенное образование зародышей, безусловно, является самым общим случа- [c.296]

Для расчета работы гетерогенного образования зародышей используем модель, указанную на рис. 13.7. Из гомогенной фазы а, например, расплава, раствора или газовой фазы возникает на чужеродной подложке Я зародыш (фаза р в виде шарового сегмента с радиусом г). Зародыш введен в расплав и образует с подложкой краевой угол . Для состояния равновесия на основе соотношения Юнга (12.35) можно составить следуюш,ий баланс энергии [c.297]

Пренебрегая энергией деформации, получим свободную энтальпию гетерогенного образования зародышей [c.297]

Между выражениями (13.28) и (13.9) существует формальное тождество. Однако поскольку гетерогенное образование зародышей происходит при значениях А( у, которые отличаются от соответствующих значений при гомогенном образовании зародышей, критический радиус для обоих типов образования зародышей различен. Все же значения АО и АО имеют одинаковый порядок величин. [c.298]

Преобразование уравнения (13.23) дает для скорости гетерогенного образования зародышей следующее выра- жение [c.298]

При так называемом гетерогенном образовании зародыш развивается на существующей посторонней поверхности (подкладке), играющей роль катализатора. В этом случае зародыш рассматривается, как часть сферы, обладающей определенной кривизной. Для устойчивого состояния такого зародыша необходимо, чтобы энергия поверхности между образовавшейся твердой фазой и подкладкой была меньше суммы энергий поверхностей раздела между жидкостью и подкладкой с одной стороны и жидкостью к твердой фазой с другой. [c.515]

Однако следует учитывать, что необходимое для образования неметаллических включений пересыщение в реальных условиях может быть значительно меньше величин, полученных в работе [47]. Это связано с тем, что при расчете [47] расплав принимали за гомогенную среду. В действительности в сварочной ванне находятся тугоплавкие частички кварца, корунда, мельчайшие кристаллы металла и т. д. Известно, это показали термодинамические расчеты [56, 57] и эксперименты [58], что образование новой фазы в гетерогенной среде происходит значительно легче, чем в однородной. В случае гетерогенного образования зародыша критического размера изменение изобарного потенциала будет [59] [c.49]

Механизму и количественным характеристикам связи водорода и оксидов посвящен ряд исследований [4, 10]. Если гомогенные жидкие расплавы без оксидов способны к образованию пересыщенных растворов водорода при кристаллизации, то в реальных жидких металлах, содержащих оксиды, может легко идти гетерогенное образование зародышей пузырьков на подложке из оксида. [c.453]

Гетерогенное образование зародышей. Образование зародышей в жидком металле по описанному механизму называется самопроизвольным, или спонтанным. [c.31]

Гетерогенное образование зародышей новой фазы [c.180]

Вопросы о границах применимости рассмотренной термодинамической теории зародышеобразования, о скорости гетерогенного образования зародышей на единице площади и о влиянии подложки на процессы [c.182]

Чем больше примесей, тем больше центров кристаллизации, тем мельче получается зерно. Такое образование зародышей называют гетерогенным. [c.37]

В зависимости от способов образования зародышей различают гомогенную или гетерогенную кристаллизацию. В чистом от примесей жидком металле при охлаждении зародыши образуются из наиболее крупных фазовых флуктуаций жидкой фазы, выделение которых связано с флуктуациями энергии (гомогенное зарождение). В технических металлах всегда имеются дисперсные включения примесей, на поверхности которых и происходит образование центров кристаллизации (гетерогенное зарождение). [c.435]

Из сравнения энергетических условий образования трехмерных (гомогенное зарождение) и двумерных (гетерогенное зарождение) зародышей видно, что для образования плоского зародыша критического радиуса требуются меньшее переохлаждение и меньшая флуктуация свободной энергии, чем при гомогенной кристаллизации. [c.439]

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]

Малая величина угла 0 соответствует тому случаю, когда между зародышами и центром существует хорошее сцепление и авц < Ац. Когда кристаллизация происходит предпочтительно на каких-нибудь центрах, образоваме зародышей носит гетерогенный характер. Такое зарождение может иметь место при любой величине 0<18О°. Это отвечает условию аАц<авц + аАв. В этом случае число атомов в зародыше критического размера при гетерогенном образовании зародышей меньше, чем при гомогенном. Чем меньше величина 0, тем эффективней центр кристаллизации. Для гетерогенной кристаллизации степень переохлаждения существенно меньше, чем для гомогенной. При гетерогенном зарождении радиус зародыша не меняется, однако уменьшается число атомов в зародыше, благодаря чему возрастает вероятность достижения критической величины. [c.174]

Рассмотрим в свете сказанного вопрос о местах зарождения аустенит-ных участков. Как уже было отмечено, наблюдения многих авторов свидетельствуют о гетерогенном зарождении у-фазы. Однако возникновение аустенита вовсе не обязательно должно быть свя а1 по именно с поверхностью раздела феррита и карбидов, поскольку пред варительное значительное обогащение а-фазы углеродом не является необходимым условием для протекания а 7-превращения. Очень существенную роль в этом процессе играет само повышение свободной энергии на границах, в том числе на границах феррита, что облегчает формирование зародыша новой фазы в этих местах [17]. Именно поэтому, как указывали авторы цитированных выше работ [5 — 7], как правило, зародыш аустенита возникает не просто на поверхности раздела феррит-карбид, а в тех местах, где карбидные частицы располагаются по границам зерен. Эти места являются предпочтительными для образования у-фазы как в связи с присуствием самой поверхности, обеспечивающей возможность гетерогенного образования зародыша, так и в связи с концентрационными изменениями, которые, безусловно, облегчают образование зародышей 7-фазы в этих местах. Подробнее вопрос о местах формирования 7-фазы в pasHbix условиях будет обсужден в гл. III. [c.18]

Дефекты, созданные пластической деформацией, весьма устойчивы и сохраняются в течение длительного времени при нагреве в области суб-критических температур. Так, при 600°С полное снятие наклепа достигается лишь после 3,5 ч, а при 700°С - после 1,5-ч вьщержки [ 74]. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что повышенная твердость сохраняется и при протекании начальных стадий рекристаллизации. Так, в деформированной стали 20 после вьщержки при 700°С в течение 30 мин рекристаллизация проявляется как рентгенографически (на линиях появляются точечные рефлексы), так и металлографически, а твердость сохраняется на уровне НВ 240 при НВ 137 в отожженном состоянии. При этом, кяк видно из рис. 25, а -> -превращение заметно ускоряется по сравнению с неотпушенной сталью (ср. кривые 1 я 3). По-видимому, это связано с появлением большого количества субграниц вследствие рекристаллизации ферритной матрицы и сфероидизации карбидов, тго, как известно, облегчает зарождение новой фазы, поскольку гетерогенное образование зародыша на границах требует меньшей энергии. Получение же при этом того же предельного количества аустенита, что и для неотпущенной стали, свидетельствует о сохранении при указанном отпуске значительной части искажений решетки. Удлинение выдержки, естественно, снижает избыточную энергию системы и приводит к уменьшению предельного количества аустенита (см. рис. 25, кривые 4-6). [c.56]

При вводе затравки на измельчение структуры слитка наряду с неизоморфными и изоморфными примесями влияют также эпитаксиальные примеси. Эпитаксиальная примесь, вызывая зарождение д. к. и ориентированный рост кристаллов на подложке, не является совершенно изоморфной по отношению к затвердевающему слитку, однако ее решетка в какой-то степени родственна кристаллам стали. Л. С. Палатник и И. И. Папиров [119, 120] уделяют большое внимание теории гетерогенного образования зародышей на подложках, характеру соответствия кристаллических решеток и дислокационной структуры поверхностных слоев подложки и кристаллизующейся пленки. В зависимости от температуры подложки и пересыщения газовой фазы образование зародышей может происходить по схеме пар-жристалл или пар- жидкость- -кристалл. [c.130]

Предполагалось, что примеси, имеющие малую энергию связи с вакансией, не оказывают заметного влияния на образование вакансионных скоплений. При больших значениях отношения с /сг должен преобладать процесс гомогенного образования зародышей вакансионных скоплений, в то время как при малых значениях этого отношения может стать прербладающим процесс гетерогенного образования зародышей (т. е. образование зародышей на комплексах, содержащих примесные атомы). [c.73]

В этом случае имеет место гомогенное образование зародышей, так как новая фаза образуется в самой системе, а не на поверхности раздела (см. 13.2.1). Переохлаждение, необходимое для гомогенного образования зародыщей, весьма значительно. Этот результат показывает, насколько велико сопротивление образованию новой фазы. Переохлаждение для гомогенного образования фаз составляет около 0,27пл (Гпл —температура плавления). В случае нормальной кристаллизации, на которую существенно влияет гетерогенное образование зародышей (образование зародышей на поверхности инородной фазы), переохлаждение составляет лишь несколько градусов. [c.191]

Предпосылкой гетерогенного образования зародышей (например, капли на подложке данного чужеродного кристалла), является смачиваемость. В таком случае процесс образования зародышей определяется в первую очередь межфазной энергией на границе кристалл — жидкость. Эта энергия характеризуется углом смачивания капельки маточной фазы на чужеродной подложке (рис. 13.7). Поэтому образование зародышей в значительной степенп определяется межатомнымн силами взаимодействия между частицами внутри маточной фазы, с одной стороны, и подложки, с другой. Если силы между частицами зародышей фазы и подложки больше, чем межчастичные силы внутри маточной фазы, тогда гетерогенное образование зародыщей имеет энергетическое преимущество перед гомогенным, так как благодаря этому достигается уменьшение свободтюй энтальпии. Гетерогенное образование зародышей наступит, если [c.296]

Подложки, иа которых выделяется зародыш с краевым углом смачивания i X180°, влияют каталитически иа гетерогенное образование зародышей. [c.297]

Гетерогенное образование зародышей в стеклах часто вызывают с помошью металлических присадок (например, Аи, Ад, Си), причем металлические зародыши стимулируют процесс кристаллизации. Экспериментальное изучение дифракции света в разных стеклах, подвергнутых различной термической обработке, показало, что минимальный размер стабильных зерен золота, которые действуют каталитически на выкристаллизацию стекловидной фазы, составляет примерно 3—4 атома в одном направлении. Самое маленькое зерно, необходимое для возникновения кристаллических силикатных [c.304]

Таким образом, можно получать материалы с совершенно новыми свойствами, которые называются стеклокерамическими веществами. Материалом, который чаще всего используют для изготовления стекло-керамических веществ, является двуокись титана ТЮг, которая нередко вызывает разделение гомогенных силикатных стекол при их охлаждении (распад расплава). Отжиг таких стекол приводит к гомогенному и гетерогенному образованию зародышей и кристаллизации этой дисперсно распределенной фазы с выделением Т102 или фаз, богатых Т102. Дальнейшая термическая обработка способствует образованию зародышей и кристаллизации силикатных фаз. [c.304]

Для кинетики гетерогенного образования зародышей на чужеродной подложке мы должны учитывать работу фп отделения частицы зародыша от ближайшей частицы подложки. Для образования двух-или трехмерных зародышей на чужеродной подложке следует затратить следующую работу (по Каишеву и Близнякову) [c.308]

Эффективность включений при гетерогенном образовании зародышей, как следует из выражения (7.1), определяется значением со80. Чем больше созО, тем меньше работа образования зародыша. Появление адсорбционного слоя на поверхности раздела включение-расплав снижает соз9 и эффективность зародышевого действия включения. В то же время адсорбция на поверхности раздела включение-зародыш и кристалл-расплав способствует повышению ино-кулирующего влияния включений в той мере, в какой она способствует уменьшению межфазной поверхностной энергии. [c.362]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...