Центры возникновения новой фазы

Центры возникновения новой фазы [c.7]

Таким образом, резюмируя вышеизложенное, можно сказать, что анализ явлений теплообмена при изменении агрегатного состояния вещества сводится к рассмотрению условий распространения тепла в каждой из фаз, учету скрытой теплоты изменения агрегатного состояния, проявляющейся явно в местах возникновения новой фазы, т. е. на границе раздела, а также условий распределения центров возникновения новой фазы. [c.7]

Такая ситуация, естественно, не возникает, если в веществе имеются достаточно крупные центры возникновения новой фазы — пылинки, пузырьки газа и т. п. вкрапления. В этом случае относительная роль поверхностного члена с самого начала мала, и задержки фазового перехода не происходит. Заметим, что по этой причине, как правило, не происходит задержки процесса плавления или сублимации твердого тела и не отсутствует область существования перегретого кристалла. Это связано с тем, что на поверхности кристалла всегда имеются дефекты кристаллической решетки, играющие роль центров плавления или сублимации. Опыты показали, однако, что стабильное состояние перегретого кристалла можно осуществить с хорошими монокристаллами, если нагревание ведется изнутри (с помощью, например, высокочастотного поля). [c.143]

Вначале переохлаждения фаза существует наряду с центрами кристаллизации новой фазы, имеющими меньшую Д . Возникновение центров кристаллизации связано с изменением Д/" системы в целом. Поэтому фазовое превращение возникает при определенной величине переохлаждения (АР). [c.101]

Предположительно зарождение аморфной фазы происходит на поверхности раздела интерметаллид—матрица, так как именно здесь возникает градиент свободной энергии вследствие повышенной концентрации дефектов на границе. Это приводит к выравниванию свободной энергии интерметаллидной фазы и аморфного сплава от периферии к центру частиц. На конечной стадии процесса предполагается полная аморфизация материала. Расчеты [509] энтальпий и свободной энергии систем Со—Сг, Ni—Сг, Fe—Сг основывались на неравенстве Гиббса—Богомолова и потенциале взаимодействия заряженных несжимаемых сфер Юкавы. Расчетные данные удовлетворительно согласовались с экспериментальными, но такой подход не лишен спорных моментов и не объясняет, почему при МЛ металлических порошков происходит аморфизация. При рассмотрении же последовательности возникновения новых фаз, определяемой энергией Гиббса или изобарно-изотермическим потенциалом, становится ясно, что структуры, наиболее предпочтительные в термодинамическом отношении, будут и наиболее устойчивыми. [c.314]

Процессы кипения, конденсации паров и затвердевания требуют для своего возникновения некоторых центров, вокруг которых начинается образование новой фазы. Такими центрами являются пылинки, пузырьки воздуха, ионы и т. п. Так, например, опыты показали возможность перегрева абсолютно чистой и дегазированной воды в сосуде с гладкими стенками до 200° С, при нормальном атмосферном давлении [114]. [c.7]

Существование метастабильных состояний фазы обусловлено затрудненностью возникновения жизнеспособных зародышей новой фазы. При отсутствии в жидкости и на стенках сосуда искусственных центров парообразования паровые зародыши могут возникать только за счет тепловых флуктуаций в молекулярной жидкости. Вероятность спонтанного образования паровых пузырьков резко уменьшается с увеличением их размеров. Поэтому вскипание чистой жидкости происходит лишь при достаточном перегреве, когда термодинамически равновесный радиус пузырька г=2о1 р — р) уменьшается до значений порядка средней величины флуктуационного парового зародыша / —/ . Само г возрастает по мере перегрева. В формуле а — поверхностное натяжение на границах жидкость — пар при температуре перегрева — давление пара при этой температуре р — давление в жидкой фазе. [c.60]

Переход произвольной метастабильной системы В в стабильную В° начинается с флуктуационного возникновения центров новой фазы — зародышей [134]. В гетерогенных электрохимических системах зародыши образуются не внутри материнской фазы В, а на поверхности раздела В — коррозионная среда. Полагая, как обычно, что зародыш имеет форму шарового сегмента с краевым углом вфО, можно вычислить энергию Гиббса, отвечающую критическому размеру [c.119]

Условия практической реализации метастабильных состояний определяются кинетикой появления и роста в системе центров новой фазы. Будем считать систему чистой, т. е. не содержаш ей включений и слабых мест, играющих роль искусственной затравки фазового перехода. Вскипание перегретой жидкости является термодинамически необратимым процессом. На его первой стадии возникают спонтанные зародыши пара, г г . Каждый такой акт связан с преодолением потенциального барьера Затем происходит быстрый рост пузырьков и их перемещение в жидкости. Эта вторая стадия процесса относится к макроскопической кинетике и здесь не обсуждается. Рассмотрим подробнее изменение свободной энтальпии системы при возникновении в жидкости пузырька пара. Процесс считаем изобарно-изотермическим. В этом случае ДФ — ш работа образования пузырька определяется формулой (2.1). Ее удобно преобразовать с помощью приема, который был использован в 8. Подставляя в [c.38]

Вокруг образовавшихся центров кристаллизации начинают расти кристаллы. Одновременно в жидкой фазе образуются новые центры кристаллизации. Увеличение общей массы затвердевшего металла происходит как за счет возникновения новых центров кристаллизации, так и за счет роста существующих. Схема последовательных этапов процесса затвердевания приведена на рис. 31. [c.65]

Образование этих новых по форме и размеру зерен при малых степенях переохлаждения происходит диффу-зионны.м путем, т. е. путем возникновения и последующего роста зародышей новой фазы — так называемых центров кристаллизации. [c.105]

Следствием распада пересыщенного твердого раствора и возникновения зон с иным удельным объемом являются местные напряжения, которые, накладываясь на начальные остаточные напряжения, могут привести к новой эпюре остаточных напряжений. Чем больше элементарных объемов будет изменять свой объем в процессе старения, тем меньше будут внутренние добавочные напряжения. С этой точки зрения целесообразно применение ступенчатого старения. В процессе ступенчатого старения, состоящего из низкотемпературного и последующего высокотемпературного отпуска, образуется большое число центров выделения карбидной фазы и, следовательно, выделяющаяся карбидная фаза более мелкодисперсна и более равномерно распределена по сечению зерна. [c.134]

Фазовые превращения никогда не проходят одновременно во всем объеме материала. В начале процесса в разных местах исходной фазы образуются центры новой фазы — стабильные частицы новой фазы, которые затем разрастаются благодаря процессам переноса. Процесс роста кристаллов принято представлять состоящим из трех основных стадий 1) возникновения неравновесного состояния — переохлаждения для исходной жидкой фазы или пересыщения для газовой фазы 2) образования центров новой фазы 3) увеличения их линейных размеров — собственно рост кристалла. При данной температуре жидкую фазу называют переохлажденной, если ее температура ниже температуры равновесного образования твердой фазы. При данной температуре газовую фазу пазы- [c.171]

Создание неравновесного состояния — необходимое условие для самопроизвольного возникновения центров новой фазы. В равновесных условиях возможность их появления исключена. В различных точках газообразной или жидкой атомной или молекулярной системы, находящейся в термодинамическом равновесии, непрерывно возникают флуктуации, то есть отклонения величин некоторых параметров системы от их наиболее вероятных (средних) значений. Флуктуации плотности и концентрации в исходной фазе могут приводить к изменению фазового состояния, то есть к образованию зародышей новой фазы. Такие флуктуации сопровождаются изменением свободной энергии системы, однако энергия образующихся частиц (зародышей) новой фазы в системе, находящейся в термодинамически равновесном состоянии, значительно превышает энергию таких же частиц исходной фазы и флуктуационно возникшие частицы новой фазы быстро распадаются. Образование центров новой фазы в равновесных условиях оказывается энергетически не выгодным. Ниже будет показано, что создание неравновесного состояния для кристаллизации (конденсации) исходной фазы необходимо для сообщения системе дополнительной энергии, требуемой для того, чтобы процесс образования центров новой фазы сделать энергетически выгодным. [c.172]

При значительных и заметно анизотропных термических напряжениях дислокации располагаются в плоскостях скольжения и группируются в малоугловые границы. Большое влияние на возникновение МУГ оказывает форма фронта кристаллизации, которая определяется осевыми и радиальными температурными градиентами при выращивании. При выпуклом в расплав фронте кристаллизации рост грани кристалла происходит чаще всего в результате разрастания одного двумерного зародыша, возникающего в наиболее холодной центральной части грани. При вогнутом в кристалл или плоском фронте кристаллизации рост грани может происходить от нескольких одновременно разрастающихся двумерных зародышей. Таким образом, источниками малоугловых границ являются все те же термические напряжения в кристалле и одновременный рост нескольких центров новой фазы. В монокристаллах со структурой типа [c.243]

В дальнейшем в движении газа наблюдается ряд новых эффектов, качественно отличающих его от автомодельного случая. Начинается вторая, поздняя, стадия движения. Давление в центре становится меньше атмосферного. Возникновение вблизи центра области разрежения влечет за собой постепенное уменьшение скорости разлета газа в промежуточной между фронтом и центром взрыва зоне, а затем и движение газа по направлению к центру. Это приводит к сильной перестройке профилей плотности, давления и скорости. В распределениях избыточного давления plp —I и скорости по радиусу возникают отрицательные фазы. Отток газа от фронта вызывает повышение плотности в средней зоне движения и резкий спад плотности к центру. Плато давления сокращается. Скорость ударной волны стремится к скорости звука в невозмущенной среде. На рис. 2.13 приведены типичные профили давления и скорости по относи- [c.70]

Образование и рост кристаллов подчиняются общим закономерностям образования твердой фазы расплава или раствора. Электрокристаллизация проходит две фазы возникновение центров кристаллизации и рост этих центров. Каждая из этих фаз характеризуется определенной скоростью, зависящей от технологических факторов процесса. В том случае, когда скорость образования новых центров кристаллизации превышает скорость роста уже появившихся кристаллов, образуется большее число мелких кристаллов (осадок приобретает мелкокристаллическую структуру). При обратном соотношении скоростей возникают более крупные кристаллы. Структура осажденных металлов - один из признаков, определяющих качество покрытий. Покрытия, имеющие мелкокристаллическую структуру, наиболее работоспособны. [c.423]

НО С тем же расположением атомов, что и в неупорядоченном твердом растворе. Почти идеальные зоны, не приводящие к деформации окружающей решетки, обнаружены в сплавах алюминия с серебром илй цинком. В сплавах алюминий — серебро зоны являются сферически симметричными, и каждая из них окружена обедненной растворенным элементом оболочкой. Образование зоны, таким образом, требует перемещения атомов только на несколько межатомных расстояний. Чаще различие в размерах атомов компонентов приводит к возникновению искажений, и атомы внутри и вокруг зоны оказываются несколько смещенными относительно среднего их расположения в неупорядоченном твердом растворе. Особенность таких кластеров, или зон в отличие от когерентных выделений заключается в том, что распо-ложение атомов в них не приближается к какому-либо новому закономерному расположению в равновесной при данных условиях фазе смещения атомов можно рассматривать как значительные упругие деформации, уменьшающиеся от центра к периферии зоны. [c.302]

В целом процесс генерации паровых пузырей на случайно распределенных центрах парообразования новой фазы имеет вероятностный характер, что отчетливо показывают приведенные на рис. 3-30 данные Л. М. Зысиной-Моложен о распределении числа действующих центров парообразования цо частоте возникновения паровых пузырей и. [c.69]

Выше мы рассмотрели условия возникновения новой фазы и убедились в необходимости для большинства случаев наличия некоторых центров конденсации. Можно конкретизировать это положение на примере кснденсации гарг. Так, из теории капиллярности сле- [c.7]

При температуре стенки, превышающей температуру кипения Т Т"), начинается процесс кипения. Центрами образования новой фазы являются микровпадины на поверхности нагрева. Возникновение паровых пузырей и их перемещение вызывает перемешивание жидкой фазы в непосредственной окрестности обтекаемой поверхности, и тем самым интенсифицируется теплоотдача. Однако при достижении некоторой плотности теплового потока интенсивность парообразования становится столь значительной, что жидкость оттесняется от поверхности нагрева, и на последней возникает сплошная паровая пленка. [c.187]

Образование центров кристаллизации новой фазы оказывается возможным вследствие флуктуациоиных процессов в системе. Вероятность возникновения гетерофаз-ной флуктуации [c.603]

Затвердевание металлов происходит при падении свободной энергии твердой фазы ниже уровня энергии жидкого состояния. Температура, при которой это имеет место, есть температура затвердевания (или в случае сплава) температура ликвидуса. Затвердевание требует, однако, образования в жидкости центров кристаллизации, механизм возникновения и роста которых весьма сложен. При температурах, лежащих ниже температур затвердевания, но близких к ней, различие в свободных энергиях жидкой и твердой фаз малы, поэтому и силы, приводящие к переходу между ними, невелики. Когда появляется твердый зародыщ, свободная энергия падает в результате перехода в твердую фазу, однако поверхностные силы на границе между фазами приводят к росту свободной энергии. И только когда эффект от образования новой фазы превысит этот поверхностный эффект, маленькая твердая частица сможет расти. Когда это происходит, говорят, что зарождается затвердевание и твердая фаза быстро распространяется в жидкости с выделением скрытого тепла, которое увеличивает температуру до температуры затвердевания. Величина переохлаждения, возможного до образования центров затвердевания, зависит от тепловых свойств конкретного металла. [c.176]

Для возникновения жидкой фазы из паровой необходимо, как и при кипении, наличие зародышей новой фазы в виде отдельных сгущений молекул (капелек жидкости) центрами конденсации часто служат ионы, стенки самой поверхности теплообмена. Кроме того, необходимо наличие температурного перепада между паро- [c.269]

Процессы выделения новых фаз всегда сопровождаются возникновением дополнительных вакансий, интенсифицирующих образование микроскопических несплошностей в диффузионном слое. Внешняя поверхность диффузионного слоя является активным стоком для вакансий и дислокаций. Выходы дислокаций в свою очередь являются активными центрами взаимодействия диффузионного слоя со средой, в част-стности с ее примесными компонентами кислородом и азотом. Наиболее часто на поверхности диффузионного слоя наблюдается образование кислородсодержащих пленок. Так, при азотировании сплавов на оснот ПО [c.110]

В процессе фазовых превращений наблюдается так называемый латентный (скрытый) период. За это время новая фаза не обнаруживается простыми оптическими способами. Оче видно, требуется известное время для того, чтобы ионы, окруженные гидратными оболочками, сблизились в определенной взаимной ориентации, позволяющей им образовать энергетически выгодную упорядоченную микрообласть, из которой и образуются мик-розародыши новой фазы. Поэтому только одного пересыщения еще недостаточно для начала кристаллизации. Таким образом, кинетика кристаллизации определяется следующими условиями пересыщением, возникновением микрозародышей (первичных аморфных частиц), их ростом и, наконец, образованием центров кристаллизации. [c.23]

Иная зависимость скорости образования центров новой фазы от степени переохлаждения наблюдается при кристаллизации. Основное различие случаев зарождения центров новой фазы из расплава и газовой фазы состоит в следующем. В случае газовой фазы, как было показано выще, зарождение центров новой фазы развивается лавинообразно при некотором критическом пересыщении (рис. 4.21). Скорость же зарождения центров новой фазы в вязком расплаве при малых величинах переохлаждения (при температурах расплава немного ниже Т пл материала) близка к нулю, с увеличением переохлаждения расплава она возрастает, достигает максимума при АТ = АТош, затем снижается и при больших величинах переохлаждения обращается в О (рис. 4.22). Физическое объяснение такого различия состоит в том, что и на зарождение и на рост из расплава, кроме рассмотренного выше термодинамического фактора, сильное влияние оказывает подвижность атомов (скорость диффузии), которая с увеличением переохлаждения расплава значительно уменьшается. Рост скорости образования центров новой фазы при малых АТ обусловлен тем, что вблизи Т пл подвижность атомов велика, а вероятность возникновения критических зародышей растет с увеличением АТ [c.178]

В процессе рождения новой поверхности при расколе или дроблении кристаллов, помимо сильных деформаций и термических эффектов, наблюдаются сложные электронные явления эмиссия медленных и быстрых электронов (механоэмиссия), фотонов (люминесценция). Механизм их возникновения нам пока неясен. По-видимому, при низких температурах поверхностная фаза полностью не отрелаксирована и на ней сохраняется исходная 5р -гибридизация атомов С и Се. С ростом температуры процесс релаксации проходит через ряд метастабильных состояний и поверхность достигает некоторого квазиравновесия. В этом состоянии спиновые центры на ней практически отсутствуют. На кремнии концентрация спиновых центров N5 также уменьшается с ростом температуры раскола — табл.5.1. Во всех случаях уменьшение свидетельствует о регибридизации по крайней мере части поверхностных атомов на от-релаксированной поверхности. [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...