Механизм процесса кристаллизации

МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ [c.46]

Энергетические условия и механизм процесса кристаллизации [c.14]

Механизм процесса кристаллизации изучали многие ученые. На основании долголетних исследований литой стали Д. К. Чернов еще в 1878 г. установил, что кристаллизация металлов подобна кристаллизации солей и что процесс этот состоит из двух элементарных процессов, протекающих одновременно. Первый процесс заключается в образовании центров кристаллизации или зародышей кристаллов (Д. К. Чернов назвал их зачатками), второй — в росте кристаллов из этих центров. [c.11]

Влияние скорости охлаждения на положение точки предельной растворимости второго элемента на бинарной диаграмме состояния показано на рис. 4. С увеличением скорости охлаждения от О до Ш1 точка предельной растворимости смещается от равновесной в сторону меньших концентраций до тех пор, пока преобладает диффузионный механизм процесса кристаллизации. При скорости которой соответствует наибольшая [c.15]

Механизм процесса кристаллизации [c.65]

Три состояния вещества. Механизм процесса кристаллизации [c.16]

Механизм процесса кристаллизации металлов. [c.26]

Кинетика диффузионного превращения. Диффузионное превращение происходит по механизму образование зародыша и рост новой фазы . Этот тип превращения подчиняется тем же общим закономерностям, что и процессы кристаллизации жидкости (см. гл. 12). Существуют некоторые особенности, связанные с твердым состоянием исходной и образующейся фаз и относительно низкой температурой превращений. Образование зародышей критических размеров сопровождается увеличением свободной энергии системы, равным /з поверхностной энергии зародышей (остальные две трети компенсируются уменьшением объемной свободной энергии). Возникновение зародышей обеспечивается в результате флуктуационного повышения энергии в отдельных группах атомов. При превращении в сплавах образуются фазы, отличающиеся по составу от исходной, поэтому для образования зародыша необходимо также наличие флуктуации концентрации. Последнее затрудняет образование зародышей новой фазы, особенно если ее состав сильно отличается от исходной. Другой фактор, затрудняющий образование зародыша новой фазы, связан с упругой деформацией фаз, которая обусловлена различием удельных объемов исходной и образующейся фаз. Энергия упругой деформации увеличивает свободную энергию и, подобно поверхностной энергии, вносит положительный вклад в баланс энергии. Критический размер зародышей и работа их образования уменьшаются с увеличением степени переохлаждения (или перегрева) по отношению к равновесной температуре Гр, а также при уменьшении поверхностной энергии зародыша. [c.493]

Опишите энергетические условия и механизм процесса первичной кристаллизации. Что такое критический размер зародыша [c.159]

Существуют различные мнения о механизме дендритного роста. Металл заливается в изложницу. На ее стенках начинается кристаллизация — появляется мелкозернистая корка. Затем процесс кристаллизации распространяется на среднюю часть слитка, где образуются столбчатые кристаллы. Они растут в направлении отвода тепла. Вначале появляется своеобразный столб, потом ответвления от него. Так рождается дендрит — древовидный кристалл. Рост дендритов всегда идет в строго кристаллографических направлениях. [c.108]

В послевоенный период на кафедре сварочного производства развивались исследования по теории сварочных процессов (в том числе по изучению электрической сварочной дуги, разработке и изучению керамических флюсов, по свариваемости металлов и изучению природы и механизма образования трещин и хрупкого разрушения сварных соединений), технологии сварки и наплавки, газопламенной обработки, деформаций и напряжений при сварке, изучению влияния электромагнитного перемешивания расплава сварочной ванны на процесс кристаллизации и свойства металла шва, разработке и совершенствованию сварочного оборудования. [c.22]

В дополнение к представлениям акад. А. А. Бочвара о механизме действия высокого давления на процесс кристаллизации сплавов С. В. Сергеевым установлено, что в начальный период затвердевания, при значительной газонасыщенности сплава и его загрязненности включениями или при наличии зародышевых пузырьков, которые могут возникнуть в результате действия элементов с высокой упругостью пара (например, натрия), действие всестороннего газового давления дает существенный эффект в отношении подавления процесса газовыделения. [c.82]

Для оценки роли второго процесса напомним, что растущими паровыми пузырьками занята не вся поверхность нагрева, особенно при умеренных тепловых нагрузках. Поэтому сводить весь механизм накипеобразования в испарителях к первому процессу было бы глубоко ошибочно. Более того, даже непосредственно под паровым пузырьком после его отрыва в так называемый период ожидания может происходить процесс кристаллизации. Его интенсивность, однако, пренебрежимо мала ввиду энергичной турбулизации раствора, обусловленной ростом и отрывом пузырьков. Лишь при тепловых потоках, близких к критическим, образование накипи за счет возникновения колец или кружков становится доминирующим процессом. [c.101]

Существует метод обработки охлаждающей воды акустическим полем. Для этой цели применяют генераторы с ультразвуковой частотой (10... 120 кГц колебаний). Механизм действия акустического поля заключается в создании кавитации которая способствует, с одной стороны, нарушению процесса кристаллизации, а с другой — разрушению ультразвуковыми волнами уже образовавшихся отложений на поверхностях нагрева. Обычно акустические аппараты состоят из импульсного генератора, источника ультразвуковых колебаний и преобразователя, который крепится к объекту и преобразует акустические колебания генератора в механические. К достоинствам акустических аппаратов следует отнести компактность и малую потребляемую мош,ность. [c.617]

Эксперименты по внутреннему трению также позволяют получить определенные сведения о высокотемпературных механических свойствах аморфных металлов. Так, в ходе подобных экспериментов установлено, что вблизи температуры Tq энергия активации составляет 125—250 кДж/моль, активационный объем равен 100 атомным объемам, а коэффициент вязкости составляет примерно 10 2 Па-с. Однако механизм течения при температурах, близких к Tq, пока не выяснен. Трудности возникают, вероятно, вследствие наложения процессов кристаллизации и расслоения фаз. [c.240]

Модификаторы. Модифицирование заключается во введении в расплав небольших добавок (0,01—0,1%) веществ, оптимально изменяющих форму и размеры структурных составляющих, а через них и структурно-чувствительные свойства сплава. Наибольший эффект модифицирования наблюдается в сплавах, обладающих малой исходной пластичностью и, как следствие, пониженной прочностью. Различают два механизма воздействия модификаторов на процесс кристаллизации (так называемые два вида модифицирования). [c.299]

Эту точку зрения высказал С. М. Баранов, выдвинувший гипотезу о влиянии моноокиси кремния SiO на прокаливаемость 136, с. 5—14 82 171 172]. Сущность гипотезы состоит в следующем. В процессе выплавки и разливки стали, содержащей кремний, при определенных условиях образуется моноокись кремния, SiO, которая является поверхностно активной примесью, поглощаемой границами зерен и фаз. При определенных условиях (при нагреве) SiO может растворяться в твердом растворе, оказывая существенное влияние на его свойства. Моноокись кремния может оказывать сильное влияние на процессы кристаллизации (в жидком и твердом состояниях), способствуя образованию вытянутых пластинчатых кристаллов, что связано с ее способностью изменять механизм кристаллизации и форму растущих кристаллов. [c.89]

Эффективность подпрессовки зависит от продолжительности достижения максимального значения давления в процессе кристаллизации сплава. Чем меньше это время, тем выше эффект подпрессовки. Современные гидравлические схемы машин литья под давлением позволяют добиться снижения времени подпрессовки до 0,016 с. На основании расчета гидродинамического и теплового режимов процесса определяют параметры прессующего механизма машины литья под давлением. Машины для литья под давлением должны иметь механизм или систему подачи рабочей жидкости в прессующий цилиндр, обеспечивающую заданное конечное давление при подпрессовке. Чаще всего для этого используют мультиплицирующие механизмы, которые позволяют не только повысить давление, но и уменьшить пиковое давление гидравлического удара. [c.18]

Совершенно другая картина наблюдается в аморфной среде, где большими значениями обладают как скорость роста кристалла и, так и частота зародышеобразования J. Действительно, при низких температурах величины J, и возрастают с нагревом пленки, так что вьщеление тепла кристаллизации способствует ее течению. Поэтому с ростом пленки может наступить такая ситуация, когда тепло кристаллизации не успевает отводиться в окружающую среду, и возникает тепловая неустойчивость, обеспечивающая спонтанный переход в режим взрывной кристаллизации [188]. Примеры такого перехода дают процессы кристаллизации в слоях аморфного льда и некоторых органических веществ [182, 184], а также в аморфных ультрадисперсных порошках германия с вкраплениями кристаллической фазы [184, 185]. Исследованию механизма взрывной [c.206]

Относительно механизма образование горячих трещин в сварных швах большинство исследователей сходятся на том, что эти трещины образуются под действием напряжений, возникающих в процессе кристаллизации, когда шов находится в твердо-жидком состоянии. Прослойки между кристаллами обладают в определенном интервале температур весьма низкой пластичностью и поэтому по ним образуются трещины межкристаллитно-го характера. Интервал температур, в котором металл претерпевает хрупкое межкристаллитное разрушение, принято называть температурным интервалом хрупкости. [c.134]

Механизм процесса кристаллизации, например СаСОз, можно представить по такой схеме так как на поверхности теплообмена температура наибольшая, поэтому именно вблизи этой поверхности начинается реакция разложения НСОГ [c.83]

Механизм процесса кристаллизации. Основоположник научного металловедения Д. К. Чернов, изучая строение литой стали, установил, что процесс кристаллизации металла складывается из двух элементарных процессов 1) образования центров кристаллизации, или зародышей 2) роста кристаллов из этих центров-зародышей. При температуре кристаллизации в жидком металле сначала образуются центры кристаллизации, вокруг которых группируются атомы и образуют кристаллы правильной геометрической формы. Так как одновременно возникает множество зародышей и рост кристаллов идет по всем натаравлениям, то смежные кристаллы, сталкиваясь между собой, мешают свободному росту каждого. А это приводит к тому, что кристаллы получают неправильную внешнюю форму, несмотря на их правильное внутреннее строение. Кристаллы неправильной формы принято называть кристаллитами, полиэдрами или, чаще, зернами. [c.39]

Для описания превращений п сп.лавах в условиях реа.пып.тх скоростей охлаждения и определения характера образуюи ихся структур нужно, кроме равновесной диаграммы состояния, знать механизм и кинетику процессов кристаллизации и препрап енип. [c.88]

Заключгпельная часть/"лови 3 (раздеты 3.S - 3.7) посвящена описанию фрактальной модели образования критических зародышей, которая является альтернативной по отношению к классической модели зародышеобразования Опираясь на эту модель, производится описание механизмов дальнейшего роста критических зародышей в процессе кристаллизации [c.3]

В процессе кристаллизации, в зависимости от условий охлаждения, могут реализовываться различные механизмы формирования структуры сплавов. Традиционные представления о процессах кристаллизации рассматриваются в [15-19[, однако, последние достижения в области углеродных со-е.тинений позволяют предположить, что в железо-углеродистых ставах возможно образование свободного углерода в виде фуллеренов, бакитьюбов и глобул. [c.63]

Процессы посткристаллизации при дальнейшем охлаждении твердой фазы являются следующим этапом эволюции системы. Посткристаллизация по сути является неравновесным диссипативным процессом, который возникает в результате необходимости компенсировать температурный градиент от дальнейшего охлаждения системы. В предыдущем разделе рассматривалось одно из свойств фрактальных кластеров - аккумуляция части энергии, выделяющейся при образовании связей между атомами. Благодаря этому свойств фрактальные кластеры новой фазы, образующиеся в процессе кристаллизации сплавов, содержат значительное количество дополнительной энергии, что создает напряжения во фрактальном кластере и, в итоге, приводит к его нестабильности. Можно сказать, что при этом система еще раз включает механизм диссипации энергии, которая была накоплена, но не рассеяна в процессе фазового перехода первого рода. Диссипация этой энергии и проявляется в качестве эффекта посткристаллизацни [c.95]

Механизм процесса образования аустенита из перлита состоит из формирования центров кристаллизации в кристаллах феррита в участках, обогащенных атомами углерода до 0,8%, и последующего роста криталлов. Наиболее благоприятными участками для образования и роста кристаллов аустенита являются части зерен (пластинок) феррита, примыкающие к кристаллам цементита. Движущей силой прог(есса роста является стремление системы к уменьшению термодинамического потенциала за счет уменьшения поверхностной энергии. [c.161]

Классическая работа Чернова о структуре литой стали в значителвной части посвящена анализу процесса кристаллизации металла в ходе его затвердевания и изучению строения стального слитка. Оценивая этот и последующ,ие труды великого металлурга, акад. А. М. Самарин пишет Д. К. Чернов является общепризнанным творцом учения о кристаллическом строении лптой стали. Ему принадлежит анализ механизма образования кристаллов — дендритов, анализ кинетики процесса кристаллизации. Такие, впервые введенные Д. К. Черновым понятия, как [c.86]

Внутренний механизм процесса модифицирования чугуна ещё не получил общепризнанного объяснения. Основные гипотезы сводятся к следующему [24, 25]. 1. В процессе раскисления жидкого чугуна модификатором образуются неметаллические включения, которые служат дополнительными центрами кристаллизации и графитизации, предотвращающими также возможность переохлаждения. 2. В процессе модифицирования устраняются или связываются газы (в частности, водород), являющиеся стабилизаторами цементита, что облегчает графитизацию. 3. При растворении частиц модификаторов, содержащих кремний, в жидком чугуне образуются кратковременно существующие участки с резко повышенной концентрацией кремния, сдвигающей эвтектическую точку чугуна влево. В результате чугун в этих участках становится заэвтекти-ческим, выделяются включения графита (спель), служащие центрами дальнейшей графитизации чугуна. 4. При вводе модификатора в результате экзотермических реакций, протекающих при его растворении, создаются местные перегревы в общей массе жидкого чугуна. Они способствуют выделению в участках перегрева включений графита, которые в дальнейшем действуют как центры кристаллизации и графитизации и предотвращают протекание графитизации в условиях переохлаждения. Получаемые в результате этого изолированные включения графита улучшают механические свойства чугуна. [c.181]

Французский ученый А. Л. Ле Шателье в 1887 г., опираясь на хорошо изученный к этому времени химиками процесс кристаллизации, объяснил гидравлическое твердение образованием сростков из переплетающихся кристаллов, аналогичным известному уже тогда механизму твердения штукатурного гипса. Однако микроскопические исследования затвердевшего портландцемента, обнаружившие вместо сростков аморфную некристаллическую массу, заставляли искать других объяснений. Л. Михаэлис (Германия), исходя из достижений коллоидной химии, высказал догадку, что процесс сводится к появлению вокруг зерен цемента в результате их набухания под действием воды плотных студней, которые затем перерастают в кристаллические образования. Однако его теория не давала объяснения твердения гипса, где получаются кристаллические структуры, но совершенно отсутствует коллоидное вещество. [c.215]

Природа образования железоокисных отложений по сложности и многообразию отличается от ранее распространенного накипеобразования из кальциевых и магниевых соединений, а также от механизма образования временных отложений, содержащих преимущественно натриевые соединения. Если при паки-необразовании определяющую роль играет процесс кристаллизации вещества на поверхности обогреваемых труб, который зависит главным образом от величины тепловой нагрузки, степени упаривания воды, растворимости и концентрации в воде веществ, то для образования железоокисных отложений, наряду с вышеупомянутым процессом, играют большую роль электрохимические процессы. К последним относятся коррозии металла, образования защитной пленки, а также осаждения и закрепления на поверхность разных по состоянию и дисперсности продуктов коррозии. [c.32]

Слитки суперсплавов, полученные в результате электрошлакового переплава в оптимальном режиме, по своей чистоте способны конкурировать с продукцией вакуумно-дуговогс переплава. Спорят о том, какой из этих видов продукции чище. Механизм устранения включений при электрошлаковок переплаве отличается от такового при вакуумно-дуговом переплаве, и главная роль в этом устранении принадлежи шлаку. Есть мнение, что тонкая пленка на поверхности раздела между электродом и шлаком — это место, где оксидные включения исчезают в результате растворения. Такой механизм может послужить объяснением для наблюдений, согласно которым крупные оксидные включения, сопутствующие материалу электродов в процессе их изготовления, редко обнаруживаются в слитках электрошлакового переплава. Полагают, что в таком материале они выпадают в процессе кристаллизации и скорее отражают содержание оксидных включений в шлаке, нежели в самом электроде. Достоверность такого механизма подтверждается сведениями о качестве производимых слитков в материале электрошлакового переплава содержится больше включений, но они малы по разме- [c.146]

В связи с тем что анализируемые сплавы при закалке в жидком азоте- или на воздухе находились в неравновесном состоянии, в них обнаружены дополнительные фазы, показывающие ход процесса (например, AIF3, LisAbFu, Na5Li5Al6F28) и подтверждающие приведенные выше рассуждения о механизме процесса. Процесс завершения кристаллизации сплавов в других зонах диаграмм состояния этих резервов виден на рис. 1. [c.11]

Колонии более мелких капель, образовавшихся за счет реакций диспропорционирования субионов натрия и алюминия при охлаждении расплава, по-видимому, отвечают растворенному металлу. Механизм их возникновения можно представить следующим образом. На поверхности мелкой области охлаждаемой среды образуется твердая фаза и возникают мельчайшие капельки металла, которые с более легкоплавкой частью среды выдавливаются вовнутрь области. При этом интенсивно протекает коалес-ценция капель при их столкновении. Процесс кристаллизации заканчивается тем, что внутри области образуется усадочная полость, в которой концентрируется почти весь растворенный металл из данной области. Всю исходную среду можно представить как совокупность областей, размер которых определяется скоростью охлаждения и разностью температур начала и конца кристаллизации среды. В пользу такого механизма говорит тот факт, что на границах раздела проб с пробоотборником или атмосферой были найдены только отдельные капельки. [c.47]

Принципиально зародышеобразованне можно отнести к механизму кристаллизации, а рост кристалла—к кинетике процесса кристаллизации. Прим. ред. [c.61]

Основное внимание в развитии этих технологий должно быть уделе но изучению механизмов процессов, протекающих в газовой фазе фронта кристаллизации, а также процессов, протекающих на ростово) поверхности. Необходимо также установить природу стимулирующи воздействий на процесс эпитаксиального роста и научиться управлят атомной структурой поверхности фронта кристаллизации. Все это дол жно обеспечить возможность воспроизводимого выращивания много слойных тонкопленочных структур широкого круга материалов с толщи нами отдельных слоев на нанометровом уровне, с атомно гладкими i резкими (на уровне единичных моноатомных или мономолекулярны слоев) границами раздела. При этом максимального внимания заслужи вают многослойные гетероэпитаксиальные композиции на основе твер дых растворов Ge—Si, широкозонных нитридов элементов III группы Si и широкозонных соединений типа А В . [c.85]

Таким образом, анализируя механизм формирования структурных зон в слитке и причины появления наиболее распространенных дефектов, можно наметить пути получения качественного слитка. Чем больше загрязнен металл, тем в большей степени свойства его зависят от величины зерна. Наилучшие свойства обеспечивает слиток с однородной плотной мелкозернистой структурой и равномерным распределением примесей и дислокаций по объему. В этом плане идеальной была бы равноосная мелкозернистая структура, при которой однородность рассредоточения примесей максимальна, а вероятность возникновения напряжений, связанных с различной ориентацией и зачастую превышающих силы сцепления [85], минимальна. Но практически получить слиток с подобной структурой удается в очень редких случаях. Легче регулировать соотношение структурных зон и величину зерна в каждой из них. Наружная зона замороженных кристаллов (если она образуется) из-за наличия поверхностных дефектов часто удаляется либо механическим путем, либо окислением в нагревательных колодцах. Центральная равноосная зона во многих случаях разнозерниста, загрязнена примесями и поражена пористостью. Для ее улучшения пытаются использовать различные методы воздействия на процесс кристаллизации слитка. Столбчатая зона более однородна, если границы кристаллов не обогащены хрупкими фазами. При направленной кристаллизации непрерывного плоского слитка можно получить однородную плотную столбчатую структуру. Желательно иметь тонкие кристаллы, приближающиеся к нитевидным (Е. И. Гиваргазов, Ю. Г. Костюк [84, с. 242—249]), с малой плотностью дислокаций, и чтобы границы их не были обогащены хрупкой составляющей. Чем тоньше столбчатые кристаллы, тем более равномерно распределены примеси в слитке. При помощи модификаторов можно получать слитки, состоящие из тонких столбчатых кристаллов, регулировать соотношение зон и величину зерна в них. Модифицирование, кроме того, оказывает влияние на дегазацию и повышение механических свойств, что приводит к уменьшению пористости и трещин в слитке. [c.106]

Механизм воздействия ультразвука на процесс кристаллизации органических веществ и металлов изучался В. И. Даниловым, Б. М. Теверовским, Г. X. Чеджемовым [19, с. 427—434 с. 435—446]. В чистых органических веществах и металлах, где работа образования зародышей велика, ультразвук оказывает слабое влияние на число ц. к. в переохлажденном расплаве. В салоле, склонном к глубокому и устойчивому переохлаждению, ультразвук не оказывает влияния на образование ц. к. При наличии активированных нерастворимых примесей работа образования зародышей в салоле уменьшается, что способствует появлению большого числа центров под [c.176]

Прогноз структурного состояния покрытий может быть сделан только на основе глубокого понимания физических основ процесса кристаллизации. В связи с этим возникают вопросы, каким образом и в какой форме следует развивать представления о механизме кристаллизации и о / ее закономерностях. Наиболее испытанный путь — это использование образов и аналогий с привычными, Широко известными закономерностями. Поскольку покрытия представляют собой материалы, состоящие их множества кристаллов, то, естественно, что необходимо рассмотреть закономерности роста больших совокупностей кристаллов. Поэтому в качестве образач равнения необходимо взять совокупности, законы развития которых хорошо известны, проверены и стали в какой-то мере привычными. Такой прием называют заимствованием представлений цз смежных областей знаний. [c.9]

Метастабильные аморфные пленки получаются быстрым охлаждением расплава или конденсацией пара на холодную подложку [182-185]. Эксперименты показывают сложность и многообразие проявлений происходящего при этом процесса кристаллизации [182-187]. При малых толщинах пленки тепло, вьщеляющееся в результате кристаллизации, успевает отводиться в термостат, и реализуется обычный механизм холодной кристаллизации [182]. При этом пленки полупроводников приобретают волнистую поверхность с гребнями, направленными перпендикулярно движению фронта кристаллизации [186]. Такой механизм реализуется при малой частоте зарождения центров кристаллизации [186, 187]. [c.206]

Накипеобразование представляет собой весьма сложный процесс кристаллизации, зависящий от многочисленных физико-химических и тепломеханических факторов. Не вдаваясь в подробное рассмотрение механизма этого процесса, необходимо отметить, что одно из важных условий накипеобразования — это пересыщенное состояние раствора, являющееся следствием тепловых про- цессов. Вторым, не менее важным условием накипеобразования является образование центров кристаллизации как непосредственно на поверхности теплопередающих элементов, так и в массе воды. Процесс образования центров кристаллизации легче всего протекает в пристенном слое не только за счет влияния поверхности, но н вс ледствие большей концентрации солей, которая здесь достигается раньше, чем в любых других местах теплоагрегата, под влиянием более интенсивного парообразо--вания. В результате адгезионных и электростатических [c.161]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...