Равновесие кристалл — расплав

Удельная теплота плавления здесь относится к единице объема-кристалла. Из формулы (4.1) следует, что равновесие кристалл—расплав является неустойчивым. Это наглядно видно из кривой AF r) (рис. 4.2), имеющей максимум при радиусе [c.96]

Наряду с этой тройной точкой (равновесие кристалл— расплав — пар) в однокомпонентной системе могут быть и другие тройные точки в тех случаях, когда кристалл существует в нескольких модификациях (см. 9.1) (например, в модификациях а и Р) в контакте с расплавом. Достаточно часто встречаются вещества, имеющие несколько модификаций, однако они могут находиться в равновесии только при определенных условиях. В соответствии с определением фазы каждую модификацию можно рассматривать как самостоятельную фазу. Если применить правило фаз к однокомпонентной системе, получим Р- -Р = К+2 = 3. Отсюда следует, что максимальное число кристаллических модификаций, находящихся в равновесии, ограничено, и при любых превращениях в равновесии [c.129]

I — кривая плавления (равновесие кристалл —расплав) 2 —кривая испарения (равновесие расплав — пар) 3 —кривая сублимации (равновесие кристалл — пар) А — тройная точка (равновесие кристалл — расплав — пар) [c.129]

РАВНОВЕСИЕ КРИСТАЛЛ — РАСПЛАВ [c.136]

Зная температурную зависимость F-кривых для различных фаз, можно указать фазы, находящиеся в равновесии при различных температурах. Эта зависимость изображена на рис. 8.16. На диаграмме состояния (рис. 8.16,6) нанесены две изотермы (Ту и Гг). Соответствующие F-кривые показаны на рис. 8.16, а и в. Необходимо принимать во внимание кривые F , F и Fp. При темп атуре Ту линии равновесия выделяют три области существования фаз (кристаллы а, кристаллы а+ +расплав, расплав). Относящиеся к этой температуре кривые F , Fp и Fp изображены на рис. 8.16, . Кривые и Fp пересекаются. Общая касательная, проведенная к ним, указывает диапазон концентраций, в котором структура а находится в равновесии с расплавом. При более низкой температуре Гг изотерма пересекает пять областей диаграммы состояния, что отражено изменением положения F-кривых, изображенных на рис. 8.16, в. Они расположены так, что пересекаются кривые F и Fp, а также Fp, поэтому можно построить две общие касательные. Отсюда с помощью описанного выше способа можно выделить пять областей существования фаз. [c.155]

Это влияние объясняется сообщением дополнительной энергии молекулам твердой и жидкой фаз на границе затвердевания. Под воздействием магнитных полей изменяется энергия активации молекул и происходит сдвиг равновесия в системе расплав—кристалл. При этом удельная теплота кристаллизации уменьшается на величину, определяемую напряженностью Н магнитного поля [c.46]

Рассмотрим систему, компоненты которой в твердом состоянии полностью не растворимы друг в друге (рис. 37). В этом случае температура кристаллизации компонента А из раствора всегда ниже, чем из чистого растворителя (см. рис. 35, точки 1 и 2). Построим кривые ликвидуса 27л и Л в для компонентов А В (см. рис. 37), каждая из которых отвечает состоянию равновесия между кристаллами А или В и жидким раствором А + В). Следовательно, точка пересечения Е кривых Л а и Л в должна отвечать инвариантному равновесию между фазами А, В п Е. Линией солидуса в данной системе является горизонталь КЕМ. При кристаллизации состава первые кристаллы компонента А выпадают при температуре 7,. При этом расплав обогащается компонентом В и его состав по мере снижения температуры изменяется от точки 1 до точки Е. [c.69]

Жданов [ 656] подчеркнул, что односторонний подход, рассматривающий плавление тела как однофазный процесс разрушения идеальной или дефектной решетки, неправомерен, поскольку он игнорирует вторую фазу — расплав. Между тем с точки зрения кластерной модели само понятие фазы приобретает условный характер. Кластеры кристалла продолжают существовать в первоначальном или трансформированном виде в расплаве, по-видимому, до критической температуры, при которой теряется различие между жидкостью и паром, а молекулярные группировки находятся в равновесии с мономером (критическая опалесценция). При этом процесс плавления представляет собой не что иное, как кооперативное изменение характера движения кластеров — от колебательного к случайному броуновскому. Такой кооперативный процесс, очевидно, наиболее легко начинается на поверхности тела, где имеются большие возможности для образования одиночных и групповых вакансий [667] по границам кластеров, а последние менее связаны друг с другом, чем в глубине кристалла. [c.224]

В качестве примера рассмотрим рост кристаллов кремния. Чтобы получить с помощью данного механизма игольчатые или нитевидные кристаллы кремния, на кристалл-подложку из кремния помещают небольшие частички определенного металла (например, золота) диаметром 10 —10 см. Подложка нагревается в печи при этом происходит образование капелек расплава Аи — Si, насыщенного кремнием при данной температуре. Затем над подложкой с образовавшимися капельками пропускаются водород и пары тетрахлорида кремния, которые реагируют между собой с образованием элементарного кремния. Атомы кремния переходят из газовой фазы в жидкие капельки и диффундирует через расплав к поверхности раздела между жидким сплавом и кремниевой подложкой. Пересыщение сплава кремнием вблизи подложки при этом увеличивается, и на поверхности ее зарождаются новые слои кремния. Однако в таких сплавах это очень медленный процесс, поэтому пересыщение будет продолжать увеличиваться до тех пор, пока отклонение от равновесия не станет настолько большим, что начнет действовать механизм равномерного присоединения атомов по всей поверхности раздела и поверхность сможет равномерно продвигаться, не нуждаясь в источниках слоев. По мере роста капелька сплава будет удаляться от подложки за счет осаждения материала на границе раздела расплав — кристалл, образно выражаясь, сидя верхом на кончике растущего уса. [c.175]

Эвтектика. Если кривые равновесия в двухкомпонентной системе пересекаются таким образом, как показано на рис. 8.10, то система является эвтектической. В эвтектической точке наблюдается наиболее сильное понижение температуры плавления по сравнению с чистыми исходными компонентами. Благодаря такому взаимодействию гомогенный расплав во время затвердевания переходит в гетерогенную смесь кристаллов двух видов. При этом эвтектическая точка Е показывает, при какой температуре и каком составе расплав находится в равновесии с кристаллическими компонентами аир. Эта [c.141]

Перитектика. Наряду с эвтектическим распадом расплава возможна перитектическая реакция, при которой соединение с минимальной температурой плавления выпадает в виде гетерогенной смеси. В результате получается изображенная на рис. 8.12 диаграмма состояния с обозначенными на ней областями существования различных фаз, причем Гп и Хп являются соответственно перитектическими температурой и составом. В перитектической точке в равновесии находятся четыре фазы расплав, кристаллы аир с их различными структурами и пар (четверная точка). Таким образом, система не имеет степеней свободы, т. е. является безвариантной. Кривую ликвидуса образует линия 1—2—3, а кривую солидуса — линия 1—4—5—3. Линия изотермического равновесия 4—5—2 называется линией перитектики. [c.144]

Кинетику диффузии элементов, образующих зоны ликвации, как было показано выше (т. I, рис. 14), можно представить следующим образом. Ход ликвации во время затвердевания схематически прослеживается с помощью двойной диаграммы в предположении, что равновесный состав твердой фазы достигается только частично. Так, стали состава X при температуре Т (рис. 51) во время охлаждения имеют концентрацию в центре зерен с, а на поверхности к (так как расплав сильнее обогащен легирующим элементом Л) в то время как средний состав твердой фазы равен Ь. По мере затвердевания состав поверхностных слоев кристаллов изменяется в соответствии с кривой солидус 5 (что отвечает равновесию на поверхности твердая фаза—жидкость) а центры этих кристаллов путем диффузии постепенно обогащаются легирующим элементом А в соответствии с [c.26]

После расплавления загруженного в тигель материала и некоторого его перегрева для удаления газов и летучих примесей в расплаве устанавливается температура немного выше температуры плавления. Постепенным опусканием штока затравочный кристалл вводится в расплав и выдерживается в нем, пока конец затравки не оплавится и не установится тепловое равновесие в системе расплав — кристалл. Шток с затравкой начинают затем медленно поднимать со скоростью в пределах от нескольких десятых до 1 — 2 мм/мин. В области более низких температур над поверхностью расплава тянущийся за затравкой расплав затвердевает, приобретая структуру затравки. [c.488]

В соответствии с этой реакцией выделяющиеся при затвердевании газы состоят из 85—95% окиси углерода. Реакция начинается и развивается благодаря тому, что в нераскисленном (или слабо раскисленном) металле содержание растворенного кислорода повышенное. При заливке металла после соприкосновения его со стенкой изложницы, тотчас же образуется плотная наружная корочка из равноосных мелких кристаллов. Далее, при установившемся теплоотводе через корочку слитка растут дендритные кристаллы. Так как характер кристаллизации избирательный и сначала выпадают более чистые кристаллы, маточный расплав обогащается углеродом и кислородом, при этом еще более нарушается равновесие, что способствует началу реакции с образованием окиси углерода. Развитию реакции благоприятствует понижение температуры металла и способствуют образовавшиеся и образующиеся кристаллы, создавая границу раздела расплав — твердая фаза, на которой энергетически облегчается возникновение и рост пузырьков окиси углерода. Все эти условия способствуют реагированию растворенных углерода и кислорода и, раз начавшись, реакция идет до конца отвердевания. В результате реакции концентрация кислорода в металле отвердевшего слитка значительно ниже, чем в исходном металле, а произведение т — [ %С ] X X [%0] оказывается на низшем уровне, укладывается в пределы от 0,0015 до 0,0025, очевидно достигая равновесия. [c.374]

А, Носова и М. Е. Яковлева [36] указывают, что для некоторых составов глазурей двуокись титана является хорошим глушителем (см. гл. VII), причем, как это ими установлено, способность глушения Т1О2 зависит от температуры при 1100° расплав глазури характеризуется наличием равномерно распределенной тонкокристаллической фазы, представленной титанитом (сфеном) СаО Ti02 SiOa. Преобладающие размеры кристаллов— до Ifi и редко 2 — 3 [1. При 1150 — 1200 титановая глазурь состоит только из стекла желтоватого цвета, и кристаллические образования отсутствуют. Здесь глушащим началом служит эмульсия, образующаяся при плавлении титанита. Температурный участок равновесия между твердой и жидкой фазами титанита лежит в пределах 1127—1142°. Как показывают исследования под электронным микроскопом, титановая глазурь при этой [c.45]

Свободная поверхностная или межфазная энергия связана с уже известными нам термодинамическимп функциями состояния, следующими из первого закона термодинамики. Нахождение числовых значений а и у можно провести с учетом координационных соотношений в кристалле, в расплаве и в паре, включая также число связей, которые должны быть разорваны при увеличении поверхности. Для этого рассматривают кристалл в равновесии с его расплавом и паром. Таким образом, учитываются две поверхностные энергии и две межфазные энергии Окр/пар(кристалл-пар), <Тж/пар(расплав—пар) [c.254]

Подложка безусловно, влияет на условие равновесия ристалл — расплав. Это косвенно подтверждается и опытами по зарождению в тонких слоях расплава [11]. Было показано, что в поверхностном слое (й - 10 л) происходит замедление кристаллизации. В этой работе доказывалось, что специальные методы обработки поверхности дезактивируют поверхность. Аналогично линза и пластинка были обработаны однопроцентным раствором плавиковой кислоты в воде в течение одной минуты. Результаты плавления кристаллов в клине представлены па рис. 2 (верхняя кривая). Видно, что результаты плавления кристалла в клине с дезактивированной [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...