Теория процессов роста

ТЕОРИЯ ПРОЦЕССОВ РОСТА [c.255]

Согласно ионно-электронной теории процесс роста пленки магнетита рассматривается как результат действия своеобразного элемента, у которого поверхность металла на границе с пленкой является анодом, а поверхность пленки на границе с водой — катодом. Пленка окисла, обладающая смешанной электронно-ионной проводимостью, выполняет роль как внутренней, так и внешней цепи замкнутой ячейки. Диффузия [c.56]

Теория разрушения, оперируя силовыми и размерными характеристиками, ставит задачи экспериментального нахождения основных параметров процесса роста трещин в условиях упругого и пластического деформирования. Все это усиливает значение экспериментальных средств в решении научных и инженерных задач. По методикам и конструкциям испытательного оборудования имеется значительная информация [12, 17, 81, 109, 111, 119, 121, 123, 125, 128, 131,145,152,155,173,174, 186, 187, 199, 200, 201, 202], [c.5]

Таким образом, термодинамический метод недостаточен для исследования процессов конденсации в двухфазном потоке. Ряд практических задач требует знания молекулярных явлений в двухфазной среде. С этой целью наравне с термодинамическим методом используется молекулярно-кинетическая теория строения вещества. Для получения характеристики состояния среды вводятся микроскопические величины, рассматривается движение молекул среды. Рассмотрение молекулярного строения двухфазной среды необходимо тогда, когда длина свободного пробега молекул пара соизмерима с находящимися в нем капельками. Поэтому для выяснения процесса роста капель и их движения важное значение имеет соотношение между радиусом капли и средней длиной X свободного пробега молекул конденсирующегося пара. [c.107]

При рассмотрении процессов роста кристалла успешно используется теория дислокаций [143]. Рост кристалла хорошо объясняется при наличии в нем хотя бы одной дислокации, имеющей винтовую компоненту и выходящей на плотноупакованную атомную плоскость. [c.180]

В задаче о распространении трещины, поставленной в рамках классических теорий континуума, соответствующие уравнения поля в принципе могут быть решены при любом законе движения вершины трещины. Однако, для того чтобы теоретическая модель правильно воспроизводила действительно происходящий процесс роста трещины, необходимы дополнительные физические предположения относительно вида критерия роста трещины. Типичным для таких критериев является требование о том, что трещина должна расти, как только некоторый элемент поля в окрестности вершины трещины (например, заданная характеристика напряженного состояния, характеристика деформированного состояния или энергии) сохраняет определенное характерное для данного материала значение, представляющее собой сопротивление материала росту трещины. [c.97]

Что касается ограничений к возможности развития приведенной здесь теории, то надо отметить, что нами была решена задача о передаче тепла в растущий неподвижный пузырь пара, обладающий сферической сим- ", метрией формы. В процессе роста пузыря подъемные силы перемещают его вверх в окружающую среду, температура которой выше, так как среда не охлаждается при отводе теплоты испарения в процессе роста пузыря. Конечная скорость роста парового пузыря, который поднимается в жидкости с постоянной температурой, будет поэтому больше скорости роста рассмотренного здесь неподвижного пузыря со временем она приближается к постоянной величине. Выражения для постоянной скорости роста широко представлены в периодической литературе. Если воспользоваться использованным в настоящей статье методом применительно к задаче о росте па- [c.224]

Значение kp было исследовано Стро [18, 19]. Он предположил, что дислокации, скопившиеся в вершине полосы скольжения образуют зародыш трещины, и рассчитал величину локального растягивающего напряжения оее, необходимого для развития этих зародышей в трещины Гриффитса. Направление максимальных напряжений составляет угол 70,5 с полосой скольжения. Эта модель представлена на рис. 103, в. Для учета роли сдвиговых и неоднородных напряжений в процессе роста трещины в работе [20 ] были проведены некоторые изменения оригинальной теории Стро. С учетом поправок условия Стро, при которых зародыш трещины будет расти, можно записать [20] [c.180]

В свете этих экспериментальных результатов становится ясным, что нельзя создать единую универсальную теорию роста трещин в условиях коррозии под напряжением, особенно с учетом того обстоятельства, что в вершине трещины в одних случаях могут происходить процессы анодного растворения, а в других — катодного выделения водорода. Определить тот или иной процесс можно по знаку потенциала, который необходимо приложить к образцу для ускорения или замедления процесса роста трещины если это анодное растворение, и потенциал образца становится более положительным, то скорость возрастает, и наоборот. Трудность создания достоверной модели обусловливается еще и двумя другими факторами. Во-первых, pH в вершине трещины может [c.248]

Дадим качественную интерпретацию механизма возникновения слоистости в покрытиях. Как отмечалось, слоистость относится к дефектам роста кристаллов. Будем считать, что в процессе роста кристалл стремится к наиболее совершенному строению, что обеспечивается вытеснением примесного компонента, нарушающего - это строение, на фронт роста. Это допущение апробировано многочисленными работами по теории роста кристаллов. [c.79]

ИСХОДНЫХ уравнений, не говоря уже о том, что теория применена для частного случая. Представляется весьма мало вероятным, чтобы содержание воздуха в пузырьке в процессе роста и особенно в процессе захлопывания пузырька оставалось постоянным. Другое предположение о несжимаемости жидкости при движении стенок пузырька заведомо не выполняется в фазе захлопывания пузырька. [c.264]

В случае некоторых превращений в твердом состоянии (эвтек-тоидный распад, прерывистое выделение) в однофазной матрице происходит рост двухфазного продукта распада. Исходная фаза и продукт распада имеют один и тот же средний состав, но продукт распада состоит из чередующихся пластин (ламелей), различающихся по структуре и составу. Для этого случая имеется стационарное решение диффузионного уравнения, а скорость роста оказывается линейной функцией времени. Подобные превращения часто описываются как контролируемые диффузией, причем диффузия происходит или по объему матрицы, или по границам соприкасающихся частиц выделившихся фаз, однако, согласно некоторым теориям, для точного описания процесса роста необходимо использовать два независимых параметра. [c.232]

В большинстве теорий эвтектоидного роста предполагается, что процессом, лимитирующим скорость роста, является перераспределение растворенного компонента, которое осуществляется путем объемной диффузии в исходной фазе. В отличие от роста изолированной частицы в условиях, когда рост лимитируется диффузией, основные градиенты концентрации в данном случае параллельны перемещающейся границе. Рассматриваемая ситуация представлена схематически на фиг. 9, на которой, кроме того,, приведены обозначения некоторых концентраций, используемые при последующем обсуждении. Будем считать, что внутри отдельных пластин концентрации компонентов соответствуют равновесным составам выделяющихся фаз и Исходную концентрацию в матрице обозначим через а концентрации в матрице вблизи середин а- и Р-пластин через и соответственно. Далее, можно считать, что скорость роста и градиенты концентраций, обусловливающие диффузию компонентов, обратно пропорциональны расстоянию между пластинами у. Этот результат являете общим для всех теорий, в которых рост лимитируется объемной диффузией действительные градиенты состава, перпендикулярные и параллельные поверхности раздела, рассчитать очень сложно, и точное выражение для скорости роста до сих пор не получено. Более того, величина у в данном анализе является произ- [c.265]

Теория дислокаций в настоящее время получила исключительно большое развитие не только в направлении разработки теоретических основ, но также и экспериментального ее подтверждения. За последние годы проведен ряд тонких экспериментов, убедительно показывающих образование дислокаций в процессе роста кристаллов из паров или расплава. Так, например, современные оптические приборы позволили наблюдать образующиеся на растущей поверхности кристаллов ступеньки, содержащие дислокации. Наблюдение за спиральным ростом кристаллов удалось осуществить на карборунде [1], парафине [2], берилле [3], кадмии и магнии [4] и других Форма наблюдаемых ступенек роста (неполных атомных плоскостей) совпадает с предсказаниями теории Франка [5, 6], показавшего, что наличие дислокаций создает условия для роста кристалла без образования новых зародышей взамен выросших в полные атомные плоскости. Наблюдаемые на поверхности растущего кристалла спиральные ступеньки являются непосредственным доказательством существования дислокаций в реальных металлах. [c.16]

В дополнение к этому имеется одноосная анизотропия, заставляющая результирующую намагниченность ориентироваться или параллельно, или антипараллельно нормали к пленке (рис. 1.1). Анизотропия возникает в основном в процессе роста вследствие деформации или напряжений в пленке. В теории магнетизма влияние анизотропии описывают полем анизотропии Ни. Предполагается, что это фиктивное магнитное поле присутствует в модели материала вместо физической анизотропии и определяется тем условием, что оно удерживает намагниченность, ориентированную вдоль выделенной оси с той же силой, как и анизотропия в реальных материалах. Оно ориентировано параллельно нормали N к пленке, если намагниченность имеет компоненту, параллельную нормали, и соответственно противоположное направление — в противном случае (см. рис. 1.1). В зависимости от состава материала поле анизотропии составляет по порядку величины от 10 до 1000 кА/м [14]. [c.19]

Настоящая глава посвящена главным образом интерпретации пластических свойств кристаллических твердых тел на основе представлений теории дислокаций. Пластические свойства— текучесть и скольжение — связаны с необратимой (пластической) деформацией, а упругие свойства — с обратимой (упругой) деформацией. Ниже мы увидим, что дислокации играют определенную роль в процессах роста кристаллов. [c.691]

Вряд ЛИ МОЖНО было бы ожидать, что в процессе роста кристалла ступенька на поверхности останется прямолинейной. Атомы будут садиться на поверхность вблизи ядра дислокации с такой же скоростью, как и вдали от него. Легко видеть, что в результате ступенька должна закручиваться вокруг ядра, образуя спираль, как показано на фиг. 139 справа. Такая конфигурация была теоретически предсказана в самом начале развития теории дислокаций [c.506]

Сравнения приведенных выше теоретических результатов с различными экспериментами свидетельствуют о том, что предложенная в [109] и приведенная выше теория циклического роста трещины в тонкой пластине пригодна для описания многоцикловой усталости. В этом случае она позволяет сделать правильные выводы относительно длины нераспространяющейся трещины, скорости распространения трещины в различные этапы ее роста, влияния асимметрии цикла. При слишком малой начальной длине трещины, когда амплитуда напряжений, при которых она растет, приближается к пределу текучести (в результате чего происходит сильное увеличение начальной длины пластической зоны), характер процесса изменяется локализованные пластические деформации уступают место пластическим деформациям в относительно больших объемах материала. Это выражается в переходе к малоцикловой усталости, для которой указанная теория непригодна. [c.172]

Ограниченность гидродинамических теорий кризиса проявляется и в характере зависимости ,ф1 от величины ускорения гравитационного поля. Существующие эксперименты показывают, что теплоотдача в области развитого пузырькового кипения практически не зависит от величины ускорения гравитационного поля. Это объясняется тем, что подъемные силы играют второстепенную роль в процессе роста и отрыва паровых пузырей. [c.256]

Анализ процесса роста и слияния паровых пузырей опирался на известные из теории пузырькового кипения эмпирические соотношения для поверхностной плотности центров парообразования и скорости роста пузыря. Из условий слияния пузырей определялась длительность второй стадии контакта жидкости со стенкой (от возникновения паровых зародышей до образования сплошной пленки пара) [c.259]

Докритическая диаграмма разрушения представляет собой характеристику материала данной толщины, оценивающую снособ-ность материала тормозить трещину. Эта диаграмма отражает процесс разрушения, в то время как на обычных диаграммах деформации стадия разрушения отмечается только координатами концевой точки. Этой информации недостаточно для оценки такой важной стадии процесса сопротивления материала воздействию внешней нагрузки, как стадия разрушения. Вместе с тем стадия медленного роста трещины не описывается теориями, рассмотренными ранее ( 3, 7). Остановимся вкратце на существующих теориях докритического роста трещины. [c.244]

Анализ кривых распределения размеров частиц фазы, увеличение среднего размера частиц и его дисперсии при одновременном снижении их плотности свидетельствует о том, что коагуляция упрочняющей у -фазы при температурах Т 0,6 Тпл контролируется процессами диффузии, а кинетика изменения среднего ликейного размера частиц в зависихшети от времени воздействия высоких температур подчиняется теории диффузионного роста [101, согласно которой [c.378]

Зависимость lg(vJ ) от обратной температуры для восходящей ветви оказывается линейной. Определение энергии активации процесса роста усов сапфира дало величину , равную 320 кжд(моль (75 ккал(моль). Она, по-видимому, представляет собой линейную комбинацию теплоты десорбции молекул АЬО, энергии jaKTHBBUHH поверхностной диффузии молекул и теплоты химичеса й реакции образования А1гО. Таким образом, результаты работы [329] позволили сделать вывод о том, что теория роста нитевидных кристаллов, разработанная для того случая, когда кристалл растет в окружении своего пара, применима также к кристаллам, получение которых сопровождается химическими реакциями. [c.356]

Краффт, Салливан и Бойл изучали увеличение доли губ среза при росте трещины (см. рис. 61). Было обнаружено, что 5 зависит главным образом от абсолютного прироста трещины, поэтому возрастание нагрузки в процессе роста трещины частично обусловлено увеличением доли губ среза. К сожалению, не существует общей теории разрушений смешанного типа в промежуточной области (область В, рис. 54), поэтому / -кривые для данной геометрии образца следует определять экспериментально. Для получения достоверных значений вязкости разрушения в условиях плоской деформации необходимо разработать стандартные методы испытаний. [c.123]

Предложенная Б. Я. Любовым [49, с. 5—15] теория нестационарного роста кристаллов (механизм формирования двумерных зародышей) позволяет оценить длительность периода и кинетику нестационарной стадии процесса. При быстром изменении условий, в которых развивается фазовое превращение, в частности в случае кристаллизации при резком охлаждении, учет нестацио-нарности процесса весьма важен. [c.64]

Бакл [344] рассматривал процессы роста и распада кластеров Аг (п 10) в смеси аргона с избыточным газом-носителем исходя из хорошо известных положений химической кинетики, в частности из теории Касселя. Согласно схеме Касселя, кластер моделировался [c.124]

Анализ закономерностей роста совокупностей Kpn Taj oB с точки зрения представлений об отборе не может рассматриваться как нечто новое, заменяющее или отвергающее все развитые ранее представления теории физики кристаллов и процессов кристаллизации. Эти представления объективны и реализуются во всех процессах роста кристаллов. Полная аналогия наблюдается и в биологаи, где развитие органических форм изучается, с одной стороны, на молекулярном уровне, )а с другой — с точки зрения законов отбора. Оба подхода не противоречат, а дополняют друг друга. Исследование на молекулярном уровне позволяет углубиться в познание природы, а анализ на основе представлений Ъб отборе может быть использован для целей практики. В этом же плане следует рассматривать и представления об отборе при исследовании роста совокупностей кристаллов. [c.10]

В заключение следует отметить, что практически не уделялось внимания напряжениям в диффузионных покрьпиях, полученных насыщением осаждаемого материала в процессе роста покрытий. Однако большое разнообразие возможных условий Их получения может приводить и к большим отличиям в напряженном состоянии. Исследования в этом направлении только начинаются. Необходимо обратить внимание исследователей, что данные, полученные методом рентгеновской дифракции и обработанные в рамках теории М.А. Кривоглаза [56], позволяют получать информацию о всех видах напряженного состояния и относительном содержании дефектов точечного и даслокационного типов. [c.145]

Большой интерес для советского читателя должна представить пятая глава, посвященная теории фазовых превращений в твердом состоянии. Она написана Дж. Кристианом — автором фундаментальной монографии 1) на ту же тему. В этой главе содержится подробное и систематическое описание основных видов фазовых превращений выделения фазы из пересыщенного твердого раствора, эвтектоидного распада, полиморфных превращений и др., причем особенно большое внимание автор уделяет теории мартенсит-ных превращений. Приводится оригинальная классификация всех фазовых превращений в твердом состоянии, рассматриваются теория процессов зарождения и роста, термодинамика, кинетика, атомный механизм и кристаллография этих превращений. Большое внимание уделяется также начальным стадиям превращений, образованию сегрегатов в материнской фазе. Эта [c.6]

Экспериментальные результаты показывают, что измеренные значения расстояний между пластинами обычно значительно больше тех значений, которые дает зинеровская теория как для процессов прерывистого выделения, так и для эвтектоидного распада. Причины подобного расхождения могут быть самыми различными. Это может быть свнзаяо с иным характером диффузионных процессов, или с неправильным выбором принципа максимальной скорости роста в качестве условия, лимитируюш его толш ину пластин, или с тем, что в процессе превраш ения не достигаются равновесные составы и g в а- и р-пластинах соответственно. Однако, без всяких сомнений, наиболее важной причиной в случае многих превращений, особенно при прерывистом выделении, является то, что диффузия компонентов осуществляется главным образом не по объему матрицы, а по некогерентным границам колоний. Этот механизм в случае превращений подобного типа особенно эффективен, так как в процессе роста колоний граница сама проходит через те области матрицы, которые должны претерпевать превращение, а ориентация границы как раз такова, что диффузия протекает в направлениях, благоприятных для превращения, т. е. параллельно границе. Благодаря тому что диффузия по границам колоний характеризуется более низкой энергией активации, этот процесс становится еще более важным при понижении температуры превращения. [c.268]

Этот вид выделения требует возникновения и роста ячеек состоящих из двух образующихся- в процессе распада фаз. Ячейки чаще всего представляют собой пластины р-фазы, расположенные в переориентированной а-фазе. В процессе роста ячейки межпластиночное расстояние должно сохраняться постоянным, что может достигаться либо за счет ветвления имеющихся пластин Р-фазы, либо благодаря зарождению новых пластин. Последний процесс мог бы лимитировать скорость роста, однако имеюш иеся экспериментальные данные не подтверждают этого предположения. Прерывистое выделение почти всегда начинается на некогерентной границе зерен. Весьма правдоподобная теория происхождения зародышей ячейки была предложена Смитом [55]. Частица, зарождающаяся в зерне 1 на его границе, должна, вероятно, иметь такую ориентировку, которая сводила бы к минимуму поверхностную энергию границы раздела. Эта частица не может быстро расти в зерно 1 из-за отсутствия коротких путей для диффузии. Имеется, однако, некогерентная граница между пересыщенной а-фазой зерна 2 и а р-участком в зерне 1. Зародившаяся ячейка может, таким образом, расти в зерно 2, при этом Р"фаза ветвится, так что межпластинчатое расстояние остается постоянным. [c.297]

В настоящем разделе будут затронуты лишь отдельные вопросы теории эвтектоидных превращений, детальное описание очень подробных исследований, посвященных изучению перлитного превращения в сталях, читатель найдет в литературе, помещенной в конце данной главы. Теория пластинчатого роста была рассмотрена в разд. 3.3 многие из замечаний, касающихся применения этой теории к процессу прерывистого выделения (разд. 6.2), относятся также и к эвтектоидному распаду. В сплавах эвтектоид-ного состава в процессе изотермических выдержек при температурах, расположенных не слишком далеко от эвтектоидной температуры, обычно образуются пластинчатые агрегаты. При высоких температурах скорость зарождения мала, а скорость роста относительно велика. Продукты распада растут в этом случае из небольшого числа центров и имеют вид приблизительно сферических образований, каждое из которых содержит большое число колоний, или ячеек, состоящих из параллельных пластин. Скорость роста не зависит от размера зерна, так что, по-видимому, указанные образования легко прорастают через границу зерен, хотя процесс этот, вероятно, включает зарождение новых колоний. В пределах одной колонии пластинки приблизительно параллельны и имеют одинаковую ориентировку для перлита это обусловлено, как показал Хиллерт, ветвлением пластин. Растущее образование увеличивается в размере до тех пор, пока не встречается с другим агрегатом каждое из таких образований может вырастать до размеров, значительно превосходящих размеры исходного зерна 7"фазы. [c.308]

Кинетическая теория роста кристаллов Косселя и Странского исходит из предпосылки, что самая большая вероятность процесса роста имеется на тех местах поверхности кристалла, в которых отложение частицы дает наибольший энергетический выигрыш. Поэтому задача состоит прежде всего в том, чтобы подсчитать изменения энергии для различных вариантов осаждения элемента решетки. [c.310]

В основе этих теорий лежат те или иные предположения о характере зарождения микротрещин, которые в процессе роста сливаются в одну магистральную трещину, приводящую к разрушению. В работах Б. Я. Пи-неса (1955, 1959) предложена идея самодиффузионного механизма роста трещин, что привело автора к соотношению, сходному с (8.2). Л. Э. Гуревич и В. И. Владимиров (1960) обратили внимание на роль пластической деформации в процессе зарождения и раскрытия трещин. [c.425]

До сих пор нет единой теории получения графита с шаровидной формой. Некоторые исследователи придерлшваются мнения, что глобулярность обусловливается наличием магния, который, внедряясь в решетку аустенита, увеличивает скорость диффузии углерода через твердый раствор. Б. С. Мильман и Н. П. Гиршович [20] считают, что графит получается полностью округленным только в том случае, когда процесс роста зародыша лимйтируется притоком атомов углерода, которые поступают со всех сторон с малой скоростью. Действие магния на чугун объясняется его адсорбцией на зародышах графита. По мненшо Н. П. Гиршовича, графит образуется в жидком твердом состоянии. [c.231]

Ограниченность гидродинамических теорий кризиса проявляется и в характере завнсимостн 9,,р1 от величины ускорения гравитационного ноля. Эксперименты показывают, что теплоотдача в области развитого пузырькового кнпення практически не зависит от величины ускорения гравитационного ноля. Это объясняется тем, что подъемные силы играют второстепенную роль в процессе роста н отрыва паровых пузырей. Отнощение влияния инерционных и подъемных сил в этом процессе можно характеризовать [96] числом Фруда [c.278]

Ряд интересных результатов следует из решений этих уравнений. В импульсном реакторе принято начинать с низкой мощности для того, чтобы получить хорошее приближение к скачкообразному возрастанию реактивности. При разгоне с высокой мощности может оказаться невозможным достаточно быстро увеличить реактивность. Если же начальная мощность низка, то легче увеличить реактивность, прежде чем будет ощутима обратная связь, т. е. член уЕ t) в уравнении (9.81) станет заметным. Действительно, экспериментально 1661 в согласии с теорией [671 найдено, что импульсная система, такая, как Годива с металлическим ураном-235 без отражателя (см. разд. 5.4.3), может работать с таким слабым источником нейтронов, что существует большая вероятность для системы достигнуть критического на мгновенных нейтронах состояния, прел<де чем начнется неуправляемый процесс роста мощности. [c.410]

Существуют и ученые других специальностей, которые используют процессы коррозии, не упоминая этот термин. Металлофизики обрабатывают металлические поверхности некоторыми смесями кислот и определяют количество углублений, появляющихся на границе зерен или на плоскостях скольжения, считая (правильно или неправильно), что эти углубления говорят о числе имеющихся дислокаций. Другие физики изучают процесс окисления или процесс роста пленки, используя теорию несоверщенств кристаллической рещетки для объяснения получаемых результатов. Каждый из этих ученых изучает коррозионные процессы, и его работа может обогатить нащи знания в этой области, но некоторые из них были бы крайне возмущены, если бы их называли коррозионистами . [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...