Самопроизвольная кристаллизация

Анализ формул (И —14) показывает, что уменьшение работы образования зародышей при самопроизвольной кристаллизации и кристаллизации на примесях, а следовательно, и увеличение числа центров кристаллизации может быть достигнуто за счет снижения поверхностного натяжения на границе расплав — кристалл, увеличения переохлаждения и прикладываемого давления. Все эти факторы приводят к увеличению скорости зарождения центров кристаллизации и способствуют образованию мелкозернистой структуры металлов и сплавов. [c.22]

Если размер кристаллика больше критического, то он будет расти. Чем больше перенасыщение, тем меньше работа образования критического зародыша, тем меньше может быть размер критического зародыша и больше вероятность его возникновения. При образовании кристаллика обедненная гидратная оболочка ионов накипеобразователей выталкивается на поверхность зародыша. Если работа образования центра кристаллизации на частице нерастворимой примеси меньше, чем работа его самопроизвольного образования, то кристаллизация будет происходить на примесях при меньшем пересыщении рассола, чем в случае самопроизвольной кристаллизации. Существование частиц примесей размером г<гк снижает работу образования [c.84]

Глазурь, подобно стеклу, в зависимости от химического состава, температуры и продолжительности обжига склонна к самопроизвольной кристаллизации — расстекловыванию. [c.142]

Самопроизвольная кристаллизация обусловлена стремлением вещества иметь более устойчивое состояние, характеризуемое уменьшением термодинамического потенциала G. [c.68]

I — пересыщенная, неустойчивая — лабильная область, в которой спонтанная (самопроизвольная) кристаллизация вероятна, но не является неизбежной [c.18]

При охлаждении расплава образуется термодинамически неустойчивая система, имеющая склонность к кристаллизации в определенной зоне температур. В производстве обычных стекол принимают меры для исключения этой самопроизвольной кристаллизации, так как она протекает главным образом на границе двух фаз, т. е. на поверхности, с образованием крупных и неодинаковых кристаллов и пустот, что ухудшает прочность и прозрачность. [c.109]

Для того чтобы управлять процессом кристаллизации эмалей, необходимо знать основные законы кристаллизации стеклообразных расплавов. Многочисленные наблюдения характера кристаллизации стекол. позволили сделать вывод, что кристаллизация. происходит преимущественно на поверхности раздела фаз. Появление кристаллов на границе фаз большинство исследователей связывает с действием сил, существующих на фазовой границе, которые вызывают перегруппировку атомов и молекул вещества и тем самым способствуют возникновению центров кристаллизации. Теоретически не исключается возможность самопроизвольной кристаллизации. [c.19]

Если две или более фаЭ находятся в тесном контакте, возникает потенциал, способствующий самопроизвольному переходу вещества через границы фаз, и система стремится к состоянию равновесия. Состояние равновесия характеризуется комплексом условий, к которым приближается неравновесная система как к пределу в большинстве случаев степень достижения равновесия настолько велика, что различие между реальным состоянием и равновесным находится в пределах ошибки опыта. Знание условий равновесия имеет первостепенное значение в таких технических процессах, как абсорбция, адсорбция, экстракция, дистилляция, испарение, высушивание и кристаллизация. Критерий для определения условий равновесия был разобран в гл. 8. Из всех возможных комбинаций фаз и веществ ниже будет рассмотрена только двухфазная система неэлектролитов, в котором одна из фаз — пар. [c.264]

Самопроизвольное образование зародышевых центров. Явления, протекающие в процессе кристаллизации, сложны и многообразны. Особенно трудно представить начальные стадии процесса, когда в жидкости возникает первый кристаллик, или центр кристаллизации. [c.30]

Несовершенства строения кристаллов влияют на энергетическую неустойчивость кристаллической системы в целом. В наибольшей степени несовершенства строения проявляются в бездиффузионных процессах при самопроизвольной перестройке кристаллической решетки. Поскольку несовершенства строения характеризуются повышенной величиной свободной энергии и их передвижение, как указывалось ранее, в зависимости от типа кристаллической решетки также обусловлено энергетическими факторами, большое значение в установлении наиболее оптимальных в энергетическом отношении способов перестройки решетки кристаллов играют дислокации. Винтовая дислокация, например, на поверхности кристалла стимулирует кристаллизацию с минимальными затратами энергии по сравнению с кристаллизацией на идеально плоской грани. [c.26]

В расплаве всегда присутствуют примеси - неметаллические включения, оксиды и Т.Д., которые чаще всего и являются зародышами. Если частицы примеси имеют одинаковую кристаллическую решетку с решеткой затвердевающего металла и параметры сопрягающихся решеток примеси и кристаллизующегося вещества примерно одинаковы (отличие не превышает 9%) то они играют роль готовых центров кристаллизации [18]. Структурное сходство между поверхностями зародыша и частицы посторонней примеси приводит к уменьшению размера критического зародыша, работы его образования, и затвердевание жидкости начинается при меньшем переохлаждении, чем при самопроизвольном зарождении. [c.45]

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]

Опишите условия получения мелкозернистой структуры металла при самопроизвольно развивающейся кристаллизации (используя кривые Там-мана). [c.146]

При затвердевании происходит самопроизвольно совершающийся процесс построения кристаллической решетки металла, во время которого резко уменьшается энергия движения его атомов. Выделяющаяся при этом так называемая скрытая теплота кристаллизации поддерживает температуру постоянной до исчерпания жидкой фазы, т. е. до конца кристаллизации фис. 1.4, участок [c.13]

Согласно молекулярно-кинетической теории кристаллизации Я. И. Френкеля, М. Фольмера и В. И. Данилова самопроизвольное возникновение центров кристаллизации происходит при наличии в жидкости гетерофазных флуктуаций — небольших участков, имеющих такое же расположение молекул, как и в кристалле. [c.20]

Большое значение имеет температура, при которой начинают повышаться давление и скорость его нарастания. Обычно интервал переохлаждений, в котором количество возникающих зародышей в расплаве возрастает от единиц до очень большого числа (интервал Гм—Т ), составляет для металлов несколько градусов. Это относится как к самопроизвольному зарождению центров, кристаллизации, так и к их зарождению на примесях. Поэтому, если в расплаве достигнуто переохлаждение Д7м = Гпл—7 м, при котором практически начинают возникать центры кристаллизации, или если температура расплава близка к Гм, а АГм мало, то увеличение переохлаждения на несколько градусов при помощи наложения давления на кристаллизующийся расплав может существенно увеличить число центров кристаллизации, приводя к измельчению структуры литой заготовки. [c.25]

В этом же направлении часто действует охлаждающее влияние внутренних холодильников. Возникает местное переохлаждение, способствующее образованию большого количества самопроизвольных центров кристаллизации. В результате в отливках резко измельчается строение первичных кристаллов. [c.191]

Величина интервала метастабильности резко уменьшается в присутствии примесей веществ, растворимых в расплаве и поверхностно-активных к кристаллизующейся фазе, или веществ, не растворимых в расплаве, -но изоморфных с кристаллизующейся фазой (оба -сорта примесей-катализаторов кристаллизации вводятся в расплав как модификаторы соответственно 1-го и 2-го рода). Если в присутствии того или иного сорта примесей величина интервала метастабильности расплава меньше, чем переохлаждение расплава перед фронтом кристаллизации в данных условиях охлаждения отливки, то перед фронтом будет происходить зарождение центров кристаллизации самопроизвольное (в присутствии растворимых поверхностно-активных примесей) или вынужденное (на частичках -нерастворимых изоморфных примесей). [c.172]

Если 0 = 180°, AZ =AZe, образование новой фазы происходит самопроизвольно. При О<0<18О°, AZ неметаллические включения способствуют образованию центра кристаллизации в контактной зоне жидкого металла. При 0=0, AZ =0, т. е. при полном химическом сродстве покрытия и образующейся кристаллической фазы, требуется минимальная затрата свободной энергии на образование центра кристаллизации в жидком металле. [c.41]

Самопроизвольное возникновение центров кристаллизации в толще пересыщенного рассола граничного слоя возможно благодаря присутствию в жидкости гетерофазных флуктуаций — небольших участков, имеющих такое же расположение молекул, как и в кристалле. При возникновении кристаллика в перенасыщенном рассоле граничного слоя затрачивается энергия на образование поверхности раздела. Если кристаллик меньше некоторого критического размера, эта поверхностная энергия превысит выигрыш в энергии, связанный с переходом в более устойчивое состояние, и энергетически более выгодным будет разрушение кристаллика. [c.84]

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]

Переохлаждение - это охлаждение жидкого металла до температуры ниже температуры его плавления. От наличия переохлаждения зависит вторая стадия процесса кристаллизации образование центров кристаллизации, зародышей будущих кристаллитов. Атомы расплавленного металла не могут самопроизвольно сложиться в кристаллиты. Необходимо, чтобы в расплаве была готовая твердая поверхность, на которой будут откладываться атомы из жидкого металла, нужны твердые зародыши будущих кристаллитов - центры кристаллизации. [c.25]

Оба процесса при кристаллизации протекают одновременно. При приближении к температуре затвердевания группы атомов с упорядоченным расположением становятся все крупнее. Они самопроизвольно возникают и исчезают. При температуре ниже температуры кристаллизации случайно образовавшиеся группы атомов с упорядоченным расположением могут оказаться устойчивыми. Для этого необходимо, чтобы размер группы оказался достаточно большим — превысил критический размер для дан- [c.20]

Согласно второму принципу термодинамики, самопроизвольный процесс Б изолированной системе происходит, если энтропия возрастает. Таким образом, в этой системе кристаллизация никогда не могла бы произойти, грубо говоря, потому, что некуда было бы отводить тепло. Однако в реальных условиях плавящееся тело не является изолированным (тепло можно отводить и подводить) и истинным критерием процесса является не энтропия, а свободная энергия. Процесс происходит, если [c.142]

Самопроизвольное зарождение центров кристаллизации. Самопроизвольное (спонтанное) зарождение центров кристаллизации происходит благодаря флуктуациям крупных атомных группировок без воздействия посторонних.центров кристаллизации, например инородных твердых частичек, или влияния стенок формы. [c.39]

Роль посторонних частиц и стенок формы при зарождении кристаллов. Посторонние частицы, присутствующие в жидком металле, и стенки формы в процессе первичной кристаллизации из жидкого состояния имеют гораздо большее значение для образования центров при кристаллизации , чем самопроизвольное зарождение последних. Регулирование количества центров кристаллизации путем искусственного введения мельчайших посторонних частиц практически легче и более эффективно, ч.ем изменение степени переохлаждения. [c.40]

Следует еще раз подчеркнуть, что реальные процессы кристаллизации определяются не только законами самопроизвольного зарождения центров кристаллизации и роста зерен вокруг них (т. е. кривыми на фиг. 25), на них сказываются также влияние стенок формы, их дефектов и субмикроскопические включения. [c.44]

Прямое соединение создается в результате расплавления и кристаллизации металлической связки (припоя), специально вводимой между деталями или образующейся самопроизвольно. [c.369]

Если бы происходила достройка граничных слоев фрактальных кластеров до равновесного значения фрактальной размерности 0 2, то стабилизирующее влияние граничного слоя отрицательно сказывалось бы на возможности дальнейшей кристаллизации. На практике же, как известно, наблюдается самопроизвольная кристаллизация расплавов по достижении температуры кристшшизации при нормальном давлении, т.е. без дополнительных нагрузок на систему. [c.89]

Образование новых кристаллов в твердом кристаллическом веществе называется вторичной кристаллизацией. Процесс кристаллизации состоит из двух одновременно идущих процессов — зарождения и роста кристаллов. Кристаллы могут зарождаться самопроизвольно — самопроизвольная кристаллизация — или расти на имеющихся готовых центрах кристаллизации — несамопроизвольная кристаллизация. [c.68]

Возникновение зародышей кристаллизации может происходить как самопроизвольно, так и введением уже готовой твердой поверхности (затравки). Явление самопроизвольного зарождения центров кристаллизации в гомогенной жидкой среде впервые наблюдал Тамман. Более подробно это явление было рассмотрено В. И. Даниловым и его учениками, установившими, что для осуществления самопроизвольной кристаллизации в пересыщенном растворе необходимы два условия местная концентрация молекул вещества с малой кинетической энергией и наличие такого расположения молекул (или ионов), которое ооответствовало бы их положению в кристаллической решетке кристаллизующегося вещества. [c.23]

Кристаллизация стеклообразных силикатных покрытий — если она проведена не по специальному режиму (ситаллизация) —приводит к повышению хрупкости покрытия, его отслаиванию (шелушению). Чтобы избежать кристаллизации, покрытие не должно длительно работать в области температур размягчения. Твердое стекло практически не кристаллизуется. Вместе с тем, существуют возможности управлять кристаллизационной способностью силикатных систем в размягченном и расплавленном состояниях [180]. Минимум кристаллизационной способности расплавов совпадает на диаграммах плавкости с пограничными линиями совместной кристаллизации двух фаз и, тем более, с эвтектическими точками. Это есть универсальная закономерность самопроизвольной кристаллизации силикатных систем. [c.251]

Эффективно решается проблема кристаллизации и строения слитка. На основе широко поставленных теоретических исследований разработаны рациональные теории жристаллшации, при этом долго господствовавшие весьма односторонние положения Таммана о самопроизвольной кристаллизации в значительной степени дополнены теорией зар-одьшгевой и направленной кристаллизации, что позволяет более точно истолковывать и направлять процесс кристаллизации слитков и отливок. В тесной связи с теорией кристаллизации и теорией термической обработки, на основе всесторонне поставленных опытов с использованием металлографических и физических методов исследования, разрешена задача борьбы с флокенами в легирова-ннсй и углеродистой стали. [c.14]

В природе все самопроизвольно протекающие иревращеиия, а следовательрю, кристаллизация и плавление обусловлены тем, что гювое состояние в новых условиях является энергетически более устойчивым, обладает меньшим запасом энергии. [c.43]

Как было описано выше, процесс кристаллизации жидкого расплава начинается в тот момент, когда в кристаллизующейся системе начинают формироваться частицы новой конденсированной фазы, имеющир радиус не менее определенного критического значения Частицы с радиусом г< неустойчивы и исчезают, так как работа, необходимая для образования их поверхности по мере увеличения радиуса зародыша г, нарастает быстрее, чем происходит снижение величины объемной энергии жидкой фазы при ее затвердевании. При увеличении частиц до размеров, превышающих Гс, их дальнейший рост приводит к общему уменьшению энергии системы и является энергетически выгодным. Выигрыш в энергии тем больше, чем крупнее размер образующейся частицы твердой фазы. Поэтому такие часггицы устойчивы и растут самопроизвольно. [c.121]

Центры кристаллизации новой фазы самопроизвольно зарождаются с заметной скоростью только при определенном значительном переохлаждении, что также связано с объемными изменениями при превращении и с необходимостью совершить работу против упругих сил и работу пластической деформации в момент образования зародыша, даже если он возникает на поверхности образца. Для возможности превращения необходимо выполнение условия ДФ > , где Е — упругая энергия и работа пластической деформации, связанная с образованием зародыша полиморфной модификации (отнесенная к грамм-атому металла) ДФ — разность свободных энергий исходной и образующейся аллотропических модификаций АФ = LATIT (L — скрытая теплота превращения АТ — переохлаждение Г, — температура равновесия фаз). Из этого условия следует, что температура переохлаждения, при которой могут возникать зародыши новой фазы, должна превышать АТ о = ETJL. [c.17]

Кристаллизация сплавов в форме. Залитый в литейную форму металл при охлаждении начинает кристаллизоваться, т.е. образуются кристаллы при переходе из жидкого состояния в твердое. Для обра-. зования кристаллов из расплава необходимы зародыши, или центры, кристаллизации, которые могут образовываться самопроизвольно в качестве центров кристаллизации могут служить примеси, образующиеся в расплаве из продуктов реакций плавки металла в печи. Условия протекания кристаллизации определяют структуру и свойства сплава и отливки. Чем больше центров кристаллизации, тем мельче будут кристаллы, и наоборот. Структура отливок зависит от условий плавки примесей, содержащихся в сплаве способа подвода расплава в форму и охлаждения отливки в форме интервала кристаллизации и других факторов. Зная влияние различных факторов на процесс кристаллизации сплавов, можно направленно изменять кристаллическое строение отливок, улучшая их свойства. [c.158]

В общем виде размер кристалла Л =, где с. к. — линейная скорость роста кристаллов в мм мин, а ч. и . — скорость самопроизвольного зарождения центров кристаллизации в 1 m Imuh. [c.44]

Фиг. 25. Зависимость скорости самопроизвольного образования центррв кристаллизации (ч. ц-.) и линейной скорости ростд кристаллов (с. к.) от степени переохлаждения.

Фиг. 25. Зависимость скорости самопроизвольного образования центррв кристаллизации (ч. ц-.) и <a href="/info/2002">линейной скорости</a> ростд кристаллов (с. к.) от степени переохлаждения.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...