Особые формы роста кристаллов

ОСОБЫЕ ФОРМЫ РОСТА КРИСТАЛЛОВ [c.333]

Дендритный рост как особая форма роста кристаллов наблюдается в тех случаях, когда процесс кристаллизации протекает очень быстро, например, при резком охлаждении расплава или раствора. Если переохлаждение намного больше критического, то не происходит даль- [c.334]

Как уже отмечалось в гл. П, пластическая деформация кристаллических тел может осуществляться не только скольжением, но и двойникованием. Двойникование для кристаллов с о. ц. к., г. ц. к. и г. п. у. решетками можно наблюдать при особых условиях деформирования. При этом металлографическими способами выявляются области, иначе травящиеся, чем окружающий матричный кристалл. Отличительными признаками этих областей являются прямолинейность и строгая кристаллографическая направленность двух параллельных границ. Дифракционными (рентгеновскими и др.) методами установлено, что эти области закономерно отличаются своей ориентировкой и расположением атомов относительно матрицы. Расположение атомов внутри этой области представляет собой зеркальное отражение расположения атомов в матричном кристалле (см. рис. 77,а). Плоскости зеркального отражения, пересечение которых с плоскостью шлифа имеют вид прямолинейных границ, являются плоскостями двойникования. Так, на рис. 77,а п б плоскостью двойникования является плоскость (112). Переориентированные области называют двойниками, а процесс их образования двойникованием. Двойники в кристаллах делятся на двойники роста (рост кристалла из расплава, в процессе рекристаллизации и отжига) и деформационные двойники. Двойникование при деформации — один из механизмов сдвиговой деформации. Для деформационного двойникования характерны высокие скорости и выделение энергии в форме звука с характерным потрескиванием в процессе деформации кристалла. Двойникование сопровождается скачкообразным изменением деформирующего усилия, [c.131]

При пластинчатом росте по схеме Сирса также рассматривается дислокационный механизм. Согласно этому механизму пластинки содержат двухмерные дислокации, так что торцовые поверхности вследствие уменьшения работы образования зародышей растут значительно быстрее, чем свободные от дислокаций боковые поверхности. Участие дислокаций в механизме роста не является бесспорным, так как наблюдались и такие особые формы кристаллов, у которых нельзя было обнаружить дислокаций. [c.334]

Правильная кристаллическая форма создается только в особо благоприятных условиях образования и роста кристаллов. [c.29]

В некоторых случаях при росте из расплава, из жидких или твердых растворов, из пара, а также при электрокристаллизации образуются особые формы кристаллов, напоминающие деревья и называемые поэтому дёндритами. Тенденция к дендритному росту имеется во всех случаях, когда между питающей и твердой фазами существует положительная разность гиббсовских свободных энергий AG, и эта разность увеличивается по мере удаления от поверхности раздела в глубь питающей фазы. В чистом расплаве дендритная морфология кристаллов может стать доминирующей только в том случае, если температурный градиент в расплаве на границе раздела фаз отрицателен. В случае растворов (сплавов) дендритная структура может возникать [c.190]

Отклонением от нормального роста кристаллов является рост нитевидных кристаллов ( усов ) и дендри-тов. Такие формы роста проявляются в том случае, если рост происходит преимущественно по определенным направлениям или граням. Особые формы кристаллов могут возникать из раствора, расплава, твердой фазы и пара. Прн росте нитей отличительным признаком является определенное кристаллографическое направление роста, причем боковые грани практически не растут. Направления нитей (усов) обычно соответствуют кристаллографическим направлениям с низкими индексами. [c.333]

Тепловой мето.д основан на структурных изменениях, происходящих в металле при его нагревании. Концевые меры изготовляются из легированной инструментальной стали и подвергаются обычно особому режиму термической обработки (закалке, отпуску, искусственному старен 1ю). В мартенситной структуре закаленной стали всегда остается некоторая доля аустенита, являющегося нестойкой формой структуры, постепенно переходящей затем в мартенсит. Переход аустенита в мартенсит сопровождается объемным ростом кристаллов. Если концевые меры нагреть в масле до 200° С выдержать при этой температуре в течение 2 ч, а затем охладить в воде комнатной температуры, то размеры концевых мер увеличиваются. Например, концевые меры размерами 40—100 мм увеличиваются после такой обработки на 0,03—0,04 мм. При этом НИКЗ[К0Г0 повреждения поверхности концевых мер не происходит. Притирае-мость и шероховатость подвергшихся тепловой обработке мер восстанавливают X п р о г л а д К о й. [c.199]

Качеству затравки уделяют особое внимание, поскольку ее структурное соверщенство во многом определяет соверщенство выращиваемого кристалла. Затравки вырезают из монокристаллов, кристаллографически ориентированных относительно направления вытягивания определенным образом, с минимальной плотностью дислокаций. Поверхностные нарущения удаляют химическим травлением и полировкой. Сечение затравки (имеющее форму квадрата или треугольника) делают минимально возможным для того, чтобы число дислокаций, наследуемых выращиваемым монокристаллом и возникающих вследствие термоудара, было минимально. Однако сечение затравки не должно быть слишком малым, иначе произойдет разрыв между затравкой и выращиваемым монокристаллом при вытягивании. Затравка должна быть ориентирована таким образом, чтобы облегчить движение и выход на поверхность кристалла дислокаций, проросших из затравки, и обеспечить максимальную симметризацию формы растущего кристалла. Например, кристаллы со структурой типа алмаза на практике часто выращивают вдоль направления <Н1>, перпендикулярного плоскости с теми же индексами, так как плоскости П1 являются плоскостями скольжения, в которых легко перемещаются дислокации, образованные различными источниками. Стремление к выращиванию симметричных монокристаллов (цилиндры с постоянным по длине диаметром) имеет глубокую основу. Однородность формы означает однородность и симметрию теплового режима роста монокристаллов, постоянство скорости кристаллизации и, в конечном счете, однородность электрофизических параметров по длине и поперечному сечению кристалла (см. ниже). Как правило, для максимальной симметризации теплового режима системы тигель и растущий кристалл вращаются в противоположных направлениях, при этом обеспечиваются и наилучшие условия перемешивания расплава. [c.227]

Среди двухфазных сплавов особое место занимают эвтектические. Согласно современным представлениям [143] кристаллизация эвтектических сплавов происходит путем зарождения и роста так называемых эвтектических колоний, каждая из которых представляет собой двухфазный бикристал лит неопределенной геометрической формы. Для колонии характерна сложная система чередующиеся ответвлений. Если состав сплава отличается от эвтектического, то при отсутствии взаимной растворимости в твердом состоянии эвтектической кристаллизации предшествует выделение первичных кристаллов компонента, находящегося в избытке. Размер этих кристаллов существенно превышает размер структурных составляющих эвтектики. Этим обстоятельством в первую очередь объясняется закономерное отличие анодного и коррозионного поведения эвтектических и неэвтектических сплавов [28, 144]. [c.152]

Следует отметить, что для объяшения эффекта выделения тепла в Н32 (вследствие перераспределения никеля) на второй стадии а- у превращения Кесслеру и Питчу [122] не быпо необходимости предполагать существование объемной диффузии никеля при 400°С на расстояние до 2 мкм от межфазной поверхности. Проводя калориметрический анализ, авторы [ 122 ] не учитывали особую структурную форму у-фазы (в виде чрезвычайно тонких реек) и большое количество границ а/у. Последнее позволяет объяснить столь большой массопвренос никеля диффузией на расстояние нескольких ангстрем, а не микрон. Эта же диффузия может затруднить разрастание дисперсных у-кристаллов. В деформированном материале пластинки у-фазы еше более дисперсны и полностью проницаемы для никеля - обогащаются им в процессе роста. Здесь становится невозможным разделить процессы бездиффузионного превращения а у и последующего диффузионного насыщения у-фазы никелем. Однако дилатометрические аномалии в деформированном сплаве свидетельствуют о существовании сдвиговых пропессов при образовании дисперсных у-Ьластин. [c.139]

Из всех тугоплавких металлов, применяемых в производстве электровакуумных приборов, особое место занимает вольфрам. Обычно он используется в качестве источника электронов в мощных лампах из него делают антикатоды рентгеновских трубок и нити накала для подогревных катодов больщинства электронных ламп. Кроме того, он применяется в качестве источника света во всех лампах накаливания. В последнем случае основное достоинс гво вольфрама—высокая температура плавления сочетается с механической прочностью его при повыщенных температурах. С другой стороны, чрезвычайная тугоплавкость вольфрама вызывает затруднения при производстве различных деталей, если они должны иметь различную форму. Не существует ка-ких-либо материалов, позволяющих изготовлять формы для плавки вольфрама. Приходится обычно применяемую плавку металлов в формах заменять техникой порошковой металлургии. Процесс производства. металлического вольфрама заключается в прессовании вольфрамового порошка под высоким давлением и предварительном спекании пористых брусков в водородной печи при 1 250° С. Последующее окончательное спекание осуществляется накаливанием бруска в атмосфере водорода до температур, близких к температуре плавления, путем пропускания через брусок тока порядка нескольких тысяч ампер. Рост зерна, начинающийся примерно при 1 000° С, приводит к образованию крупнокристаллической структуры, сопровождаемому линейной усадкой бруска примерно на 17%. После этой обработки брусок становится вполне твердым, но еще очень хрупким. Пластичным брусок оказывается после ковки, производимой при повышенной температуре на специальных ковочных машинах, что позволяет в несколько проходов обрабатывать брусок со всех сторон молотками, уменьшая постепенно его диаметр. Первоначально крупные кристаллы во время ковки удлиняются вдоль оси прутка, что ведет к образованию волокнистой структуры проволоки, легко обнаруживаемой при изломе и обеспечивающей гибкость прутка. При увеличении температуры до значений, вызывающих [c.167]

Металлы имеют кристаллическую структуру. В известных условиях могут образовываться большие единичные металлические кристаллы, так называемые монокристаллы. Существуют способы искусственного выращивания монокристаллов, применяемые в лабораториях для физических исследований. Но при затвердевании металла из расплава возникает. очень много центров кристаллизации, в результате технический металл состоит из большого числа кристаллов неправильной огранки, которые называются кристаллитами или кристаллическими зернами. Расположение зерен носит случайный характер, неправильность их формы вызвана тем, что рост каждого зерна стеснен соседними зернами. Атомы металла в каждом кристалле расположены совершенно определенным образом соединяя отрезками прямых центры атомов, мы получим то, что называют кристаллической решеткой. Она состоит из повторяющихся совершенно одинаковых элементов. Атомы удерживаются в решетке особого рояа связями, которые называются металлическими связями. Природа этих связей состоит в следующем. Каждый атом отдает все свои свободные электроны, они полностью утрачивают связь с индивидуальными атомами и беспорядочно движутся между ними подобно частицам газа. Лишенные части электронов, атомы становятся электрически положительными, и между ними возникают силы электрического отталкивания. Давление электронного газа, наоборот, стремится сблизить атомы, равновесие сил притяжения и отталкивания обеспечивает устойчивость кристаллической решетки. Сила взаимодействия между каждой парой атомов приближенно записывается таким образом [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...