Процессы образования новой фазы

Два металла, полностью растворимых в жидком состоянии и частично в твердом, могут давать диаграмму, несколько отличную от уже рассмотренной нами в этом параграфе. До сих пор мы рассматривали случаи, когда твердые растворы обоих металлов образуются прямо ив жидкого раствора. Но возможно образование твердого раствора не из жидкого раствора непосредственно, а при помощи взаимодействия жидкой и твердой фаз. Такой процесс образования новой фазы называется пери-тектическим. [c.50]

Процесс образования новой фазы при электроосаждении металлов (электрокристаллизация), имея много общего с процессом образования кристаллов в жидкости, паровой фазе или в расплаве, вместе с тем отличается рядом особенностей, вызванных наложением внешнего электрического поля. [c.114]

Таким образом, возникновение частиц новой фазы может происходить как в гомогенном растворе, так и на твердой поверхности, которой в процессе образования новой фазы придается решающее значение. [c.25]

Такой процесс образования новой фазы называется перитектическим. Температура, при которой происходит этот процесс, называется перитектической температурой. [c.65]

На основе изложенных представлений о процессе образования новой фазы и имеющихся в литературе экспериментальных [c.85]

ПРОЦЕССЫ ОБРАЗОВАНИЯ НОВОЙ ФАЗЫ [c.94]

До сих пор не было проведено систематического анализа процессов кристаллизации в ультразвуковом поле. Существует несколько монографий [29, 34, 120—124], которые носят в большой степени феноменологический характер. Трудность заключается в том, что значительная часть экспериментального материала получена в весьма разнородных условиях ультразвукового облучения. При высоких плотностях звуковой энергии, когда одновременно проявляются различные аспекты действия акустического поля, механизм воздействия звука на процесс кристаллизации усложняется. Поэтому в этой главе сделана попытка выделить из неравноценного (но условиям проведения экспериментов) материала главные тенденции в воздействии ультразвука на процессы образования новой фазы, причем эффекты, обусловленные высокими плотностями звуковой энергии (например, кавитация) не будут нами затронуты (см. часть VII, стр. 427). Мы ставим перед собой целью рассмотрение более тонких эффектов, имеющих место в ультразвуковом поле, и их природы. [c.559]

В соответствии с балансом подвода и отвода теплоты фронт превращения вещества будет перемещаться с определенной скоростью, захватывая новые области процессом образования новой фазы. К фронтальным процессам можно отнести твердение отливок, промерзание влажного грунта, распространение пламени в горючей смеси и др. Температура во фронте превращения принимается равной температуре фазового перехода при данном давлении (температура кипения, плавления и т.д.). [c.460]

Рассмотрим задачу о движении фронта превращения вещества с известной температурой в полуограниченной среде. В начальный момент времени т = О имеется исходная фаза (индекс 2) с постоянной по объему температурой 1 2. На свободной поверхности исходной фазы поддерживается постоянная температура 1 1 < Кг- При этом температура twl < В этом случае на свободной поверхности начинается процесс фазового перехода. Тепловой поток, направленный к свободной поверхности из исходной фазы, приводит к охлаждению последней. По мере охлаждения исходной фазы до температуры фазового перехода происходит процесс ее агрегатного превращения и появляется новая фаза (индекс 1). С течением времени процесс образования новой фазы захватывает все больший объем исходной фазы, количество новой фазы увеличивается, а граница раздела фаз (фронт превращения вещества) продвигается в объем исходной фазы. При этом процесс охлаждения исходной фазы сопровождается уменьшением ее средней температуры. [c.461]

Два различных дефекта в твердом теле могут образовать ионную пару, и мы рассмотрим более подробно этот процесс в гл. 7. Некоторые примесные атомы одного и того же вида могут образовывать небольшие агрегаты (кластеры) примеры их образования будут приведены в последующих главах. Если такой кластер содержит достаточ ное число атомов, его следует рассматривать уже не как дефектный центр, а скорее как участок новой фазы. Процесс образования новой фазы, безусловно, оказывает большое влияние на свойства твердого тела (гл. 8). [c.61]

Для практического использования решение уравнения (240) представляют иногда в виде специальных номограмм, в которых используются безразмерные величины, распространенные в теории теплопередач Расчет термодиффузионных покрытий, образующихся в процессе реактивной диффузии (т. е. в условиях образования новых фаз), также может быть произведен, но является более сложным [c.121]

Образование новых фаз связано с процессом перекристаллизации сплава. Фазовые превращения в твердых сплавах протекают тогда, когда один из компонентов обладает полиморфизмом, например в системах, где компонентами являются Ре, 5п, Со, Мп, Т1, 2п и др. Это характеризует полиморфизм сплавов. [c.49]

В ЗТВ в процессе нагрева и охлаждения при сварке, а также в шве при охлаждении получают развитие целый ряд фазовых структурных превращений. Под фазовыми превращениями (переходами I рода) понимают превращения с образованием новых фаз, отличающихся от исходных атомно-кристаллическим строением, часто составом, свойствами, и разграниченных с ними поверхностями раздела (межфазными границами). При образовании новой фазы в ее объеме меняется свободная энергия, скачкообразно изменяются энтропия, теплосодержание и в момент превращения теплоемкость стремится к бесконечности. В связи с этим фазовое превращение сопровождается выделением или. поглощением теплоты. При структурных превращениях (переходах FI рода) происходит перераспределение дефектов кристаллической решетки, легирующих элементов и примесей и изменение субструктуры существующих фаз. Структурные превращения сопровождаются плавным изменением свободной энергии, энтропии и теплосодержания, скачкообразным — теплоемкости, и не сопровождаются выделением теплоты. [c.491]

Кинетика выделения фаз при распаде твердых растворов. Распад с выделением фаз происходит по механизму образования и роста зародышей в соответствии с общими закономерностями этого механизма. Помимо затрат выделившейся объемной свободной энергии на приращение поверхностной энергии и компенсацию энергии упругих деформаций, образование зародышей тормозится еще и необходимостью больших флуктуаций концентрации. Поэтому для начала распада требуются большие степени переохлаждения (пересыщения) и длительные выдержки при соответствующих температурах. В то же время при данных температурах должны заметно развиваться процессы диффузии растворенных компонентов. Общая скорость образования новой фазы в зависимости от степени переохлаждения описывается кривой с максимумом. Чем больше степень переохлаждения, тем меньшие размеры имеют устойчивые зародыши, способные к росту. В координатах температура — время процесс описывается С-образной кривой. В реальных металлах возникновение зародышей облегчается наличием дефектов кристаллического строения. [c.497]

При оценке влияния структуры сплавов на их износостойкость следует иметь в виду, что в процессе трения в тонком поверхностном слое происходит образование новых фаз и структур 171]. [c.246]

Влияние температуры отпуска на склонность к МКК связано в основном с ее влиянием на скорость диффузионных процессов, определяющих кинетику образования новых фаз, появление структурной и химической неоднородностей и выравнивание концентраций компонентов по границам и телу зерна, а также создание и релаксацию напряжений в районах выделения новых фаз. С повышением температуры отпуска время до появления и исчезновения склонности к МКК резко сокращается. Каждой температуре соответствует определенное минимальное время появления в стали склонности к МКК. Длительность этого отпуска имеет большое значение для определения допустимой продолжительности технологических нагревов материалов. [c.48]

Потеря прочности волокон и композиционного материала по сравнению с расчетными значениями иногда достигает 30% например, по данным [120] волокна карбида кремния, экстрагированные из титанового композиционного материала системы титан— карбид кремния, имеют предел прочности 210 кгс/мм вместо предела 320 кгс/мм , измеренного до изготовления композиции. Наиболее существенными причинами указанного снижения свойств является химическое взаимодействие на границах раздела матрица—волокно и волокно—подложка. Причем первое имеет превалирующее значение, т. е. наиболее существенное снижение свойств наблюдается в результате растворения, образования новых фаз, охрупчивания и прочих процессов, протекающих на границе раздела матрицы с волокном. [c.29]

Обычно химическую совместимость составляющих композиции подразделяют на термодинамическую и кинетическую [93 ]. Термодинамическая совместимость компонентов определяется их диаграммами равновесия. Однако для неравновесных систем, к которым относится большинство металлических композиционных материалов, эти диаграммы состояния могут лишь указывать тип или направленность реакций, а также возможные фазовые равновесия. Отсутствие термодинамической совместимости вовсе не исключает возможности использования данной комбинации составляющих, так как, варьируя параметры получения композиционных материалов, можно добиться приемлемой кинетической совместимости компонентов. Кинетическая совместимость зависит от таких термически активируемых процессов, как диффузия, скорость химических реакций, скорость растворения или образования новой фазы. [c.57]

При трении медных сплавов в первую очередь происходит процесс перераспределения легирующих элементов, который в значительной мере определяет механизм поведения металла в зоне контакта. Эффект избирательного растворения легирующих элементов играет важную роль в период формирования пленки меди в зоне контакта. В процессе длительных испытаний, когда пленка меди на поверхности сформирована, в механизме трения определяющая роль принадлежит процессу диффузионного перераспределения основных легирующих элементов в поверхностных слоях контактирующих металлов. При этом на примере оловянистой бронзы замечено, что перераспределение легирующих элементов может привести к образованию новых фаз, которые вызовут изменение в механизме трения и разрушение поверхности вплоть до катастрофического износа. [c.26]

Дополнительное усложнение задачи возникает еще и потому, что к месту образования новой фазы должна притекать не только теплота агрегатного превращения, но также необходимая для поддержания процесса масса исходной фазы. Нельзя сказать, что эта сторона явления всегда очень важна. Однако в таких, например, процессах, как конденсация пара из смеси его с инертным газом, темп диффузии пара к месту образования конденсата уже существенно влияет на теплоотдачу. Таким образом, систему уравнений, описывающих процесс, приходится пополнить Пар также уравнением массообмена. д [c.153]

После того, как термометр 9 будет показывать, что температура в резервуаре 5 не изменяется во времени, можно приступить к измерениям. Для этого нужно записать давление в первом равновесном состоянии по показаниям манометра и объем углекислоты в условных единицах шкалы. Далее, сжимая углекислоту с помощью пресса 3, следует зафиксировать ряд равновесных состояний вплоть до максимального давления (приблизительно 90 бар). Если опыт проводится при температуре ниже критической, то следует отметить начало и конец процесса конденсации. В этом процессе объем углекислоты изменяется при неизменном давлении, а образование новой фазы — жидкости, хорошо наблюдается визуально. Необходимо учитывать, что при сжатии температура углекислоты несколько повышается, поэтому после каждого изменения давления нужно 154 [c.154]

Процессы кипения, конденсации паров и затвердевания требуют для своего возникновения некоторых центров, вокруг которых начинается образование новой фазы. Такими центрами являются пылинки, пузырьки воздуха, ионы и т. п. Так, например, опыты показали возможность перегрева абсолютно чистой и дегазированной воды в сосуде с гладкими стенками до 200° С, при нормальном атмосферном давлении [114]. [c.7]

На границе происходят диффузионные процессы, химические реакции, растворение и образование новых фаз, чаще интерметаллидов. С одной стороны, их образование увеличивает сцепление между матрицей и волокном, а с другой — понижает прочность волокна. Интерметаллиды — хрупкие фазы, способные разрушаться даже при незначительных деформациях. Обеспечить [c.261]

Существенную роль в кинетике фазовых превращений, как указывалось, играют дефекты структуры. Границы зерен или другие дефектные участки (дислокации, дефекты упаковки, скопления вакансий) могут влиять на скорость процесса благодаря действию не только структурного, но и химического фактора, поскольку по составу они обычно отличаются от тела зерна. Например повышение концентрации углерода на границах зерен железа может способствовать образованию здесь цементита. Образование новой фазы облегчается при соблюдении химического соответствия, т. е. когда состав -новой фазы мало отличается от состава матричной фазы. Так, при совместном электроосаждении из раствора серебра и свинца получается твердый раствор, содержащий 10% Ag, тогда как предельная равновесная растворимость серебра в свинце при температуре осаждения составляет 1,5% Ag (Лайнер). В начальные моменты отпуска закаленной [c.179]

Просвечивающая электронная микроскопия показала, что в процессе МЛ в течение всего лишь 1 ч, как правило, в никеле и алюминии формируется тонкая структура из фрагментов размером 50—70 нм, которая, в свою очередь, состоит из более мелких блоков — 10—30 нм. При этом о возможном наличии аморфной составляющей свидетельствуют диффузные кольца на электронограмме. Образование новых фаз при МЛ в течение 1 ч подтверждается электронно-микроскопическим анализом обнаружены монокристаллы и кристаллы фаз №А1з и ЩА. [c.313]

Следует отметить, что процессы упрочнения сталей связаны не только с бездиффузионным мартенситным превращением, но и с образованием новых фаз, в том числе карбидных и интерметаллидных. [c.246]

Диффузия имеет реакционный характер, так как в процессе диффузии осуш,ествляется образование новых фаз и химические реакции окисления. В результате диффузии и реакций, протекающих в окалине, образуются наслоения наружного слоя окалины из менее высших окислов, а слой, непосредственно соприкасающийся с железом, состоит из закиси железа (вюстита). [c.646]

Роль флуктуаций и микрогетерогенностей в возникновении ВЦ, по-видимому, совершенно га же, чтон в процессе образования новой фазы из метастабнльной фазы (например, при вскипании перегретой или кристаллизации переохлажденной жидкости). Действительно, ВЦ возникает в том случае, когда в результате флуктуации локально превышается порог возбуждения. На микрогетерогенности этот порог может быть снижен. [c.168]

Из К. у. вытекают важные следствия, имеющие большое значение в процессах образования новой фазы (наир., в аэрозолях и дисперсных системах). Так, малые капли или кристаллики неустойчивы по сравнению с более крупными, т. к. происходит перенос вещества от мелких Капель и кристаллов к более крупным (изо-термич. перегонка). Вторым следствием является капиллярная конденсация. В результате К. у. происходит также задержка в образовании устойчивых зародышей новой фазы из метастабильнсго состояния при возникновении капелек или кристаллов из иересыщ. пара или раствора, а также кристалликов из переохлаждённого расплава при его отвердевании, Зародыши новой фазы данного размера не возникают, пока не достигнуто пресыщение, определяемое К. у. п. а. Ребих.аер. [c.347]

Процесс образования новой фазы состоит в возпикновоиии ее зародышей и их росте. Образование зародыша требует увеличения поверхностной энергии из-за создания новой поверхности, однако при этом освобождается часть объемной свободной энергии, поскольку кристалл новой фазы обладает мепьшей ее величиной. В результате изменение суммарной свободной энергии при росте кристалла изобразится кривой с (рис. 19). Размер зародыша г,, —критический, его рост сопровождается уменьшением свободной энергии другими словами, только зародыши размером могут расти. С понижением температуры или с ростом степени переохлаждения размер критического зародыша уме1 ьша-ется вследствие увеличения выигрыша свободной объемной энергии при образовании новой фазы. По этой причине скорость превращения с ростом степени переохлаждения должна возрастать. Однако в этих условиях уменьшается диффузионная подвижность атомов, необходимая для образования зародыша новой фазы, поэтому, например, в случае полиморфных превращений металлов скорость превращения по диффузионному механизму сначала растет, а затем убывает. В случае превращения в сплавах составы исходной и образующихся фаз, за исключением мартенситных превращений, отличаются между собой, а для превращения требуются процессы диффузионного перераспределения атомов компонентов, скорость которых резко убывает при снижении температуры. Отсюда увеличение степени переохлаждения ведет сначала к ускорению, а потом к замедлению превращения и к полному (практически) прекращению превращения из-за отсутствия диффузионных перемещений (рис. 20). [c.38]

При фазовом переходе 1 рода тёплоеыкость изменяется скачком, что связано с зароДышевым характером процесса образования новой фазы. При этом скачок конечен, но в экспериментё он обычно маскируется более или ыене острым пиком, 11 рщадь которого равна скрытой теплоте перехода. [c.165]

Как показано выше, в бинарных сплавах замещения процессы образования новой фазы в твердом растворе протекают через зонную стадию. Наибольший практический интерес, однако, представляет механизм фазовых превращений в тройных сплавах замещения - внедрения, в частности сплавах железа о карбидообразующими элементами, осажденных из электролитов с углеродсодержащими добавками. Применение экономнолегированных электролитических сплавов, оостав которых соответствует однофазной области диаграммы состояния, весьма перспективно для покрытий деталей машин вследствие упрочняющего эффекта в процессе выделения специальных карбидов при отжиге [53]. [c.80]

Существование эффекта посткристаллизации органически связано с описанным выше фрактальным строением критического зародыша конденсированной фазы. Как на ранних этапах образования новой фазы, так и на стадии собственно кристаллизации, морфология твердого сплава до начала процесса рекристаллизации характеризуется фрактальной структурой - в частности, благодаря фрактальному характеру распределения пор. [c.95]

Далее, сжимая диоксид углерода прессом 12, зафиксируем ряд равновесных состояний вплоть до максимального давления (приблизительно 9 МПа). Если опыт проводится при температуре ниже критической, то следует отметить начало и конец процесса конденсации. В этом процессе объем диоксида углерода изменяется при неизменном давлении, а образование новой фазы—жидкости — хорошо наблюдается визуально. Необходимо учитывать, что при сжатии температура диоксида углерода несколько повышается, поэтому после каждого изменения давления нyнiнo выждать некоторое время для ТОГО, чтобы температура диоксида углерода вновь стала равной температуре в резервуаре 2. Восстановление прежней температуры происходит обычно в течение 0,5—2 мин в это время давление и объем диоксида углерода немного изменяются. Поэтому измерять давление и объем надо после того, как эти величины установятся. Температуру воды в резервуаре 2 нужно записать до опыта и после него и в случае различия в обработке принимать среднее значение. После проведения опыта при одной температуре регулировкой термостата установить другую темпера-10 147 [c.153]

В исходном состоянии исследуемый сплав БрОФб,5—0,15 представляет собой пересыщенный а-твердый раствор, термодинамически неустойчивый при повышенных температурах. Согласно диаграмме состояния резкое уменьшение концентрации олова наблюдается при температуре 350° и выше. На рис. 10 представлены результаты изменения параметра а решетки оловянистой бронзы после трения в течение 30 и 10 ч (й сх = 3,675 А). Видно, что на глубине 5 мкм а = 3,62 А и сохраняется постоянным до глубины 2 мкм. На меньшем расстоянии от поверхности наблюдается значительное обеднение сплава оловом и образование медной пленки (рис. 10, а). Однако возрастание скорости диффузии атомов в процессе трения может привести к совершенно другому эффекту— распаду неравновесного твердого раствора. На рис. 10, б представлены результаты рентгенографического анализа образца, который после 10 ч испытаний проявил скачкообразное увеличение трения и износа. Падение периода решетки а-твердого раствора сопровождалось появлением новой системы интерференционных линий, свидетельствующих об образовании в зоне контакта фазы, близкой по составу к интерметаллиду е. Распад твердого раствора и образование новой фазы являются следствием микродиффузион-ных процессов при трении и наличия флуктуаций концентрации олова в деформированных микрообъемах. [c.24]

После определения конструкции композита - выбора компонентов и распределения их функций, приступают к решению наиболее сложной задачи изготовлению композиционного материала, вк.тючающему выбор геометрии армирования (например, различного рода плетения) и наиболее эффективного технологического метода соединения компонентов композита друг с другом (например, золь-гель методы, методы порошковой металлургии, методы осаждения-напыления и другие). Однако основная сложность заключается не в сборке отдельных компонентов композита, а в образовании между ними прочного и специфического соединения. При этом большую роль играет предварительный анализ фаничных процессов, происходящих в системе. Межфазное взаимодействие оказывает влияние на прочность связи компонентов, возможность химических реакций на границе и образование новых фаз, формируя такие характеристики композита, как термостойкость, устойчивость к действию агрессивных сред, гфочность и дру гие важные экс-штуатационные характеристики нового материала. Осуществление кон-тpOJ я не только за составом, но и за структурой требует развития теории, которая позволила бы предсказать, как будет влиять то или иное изменение на свойства композита. Когда стало расти число возможных комбинаций матрицы и армирующих волокон, а простое слоистое армирование начало уст пать место армированию сложными переплетениями, исследователи стали искать пути, позволяющие избежать чисто эмпирического подхода. Задача состоит в том, чтобы по характеристикам волокна (частиц и др.), матрицы и по их компоновке заранее предсказать поведение композита. [c.12]

Механизм распада пересыщенного твердого раствора заключается в следующем. На первой стадии внутри такого раствора происходит направленная диффузия атомов пересыщающего компонента и скопление их в определенных участках кристаллической решетки. На второй стадии в этих участках формируются очень малые области с новой кристаллической рещеткой, сопряженной (когерентной) с кристаллическими решетками основного металла и пересьш1ающего компонента. На третьей стадии происходят отрыв одной решетки от другой и образование дисперсных частиц новой фазы. На четвертой стадии происходят коагуляция дисперсных частиц и переход метастабильной модификации новой фазы в стабильную модификацию. Вьщеление этой фазы возможно по всей кристаллической решетке на ее дефектах, ускоряющих процесс образования зародышей фазы. Границы зерен являются наиболее благоприятными местами для возникновения аномальной концентрации диффундирующих атомов. [c.135]

Анализ, выполненный авторами работы [21], показал, что наличие определенных изменений состава, приводящих к формированию устойчивых сегрегаций, должно облегчать процесс выделения новой фазы. Однако наиболее вероятны сегрегаты с малой концентрацией второго компонента. Повышение концентрации сегрегата ведет к столь резкому возрастанию свободной энергии, что процесс становится практически неосуществимым. Таким образом, переход через метастабильные состояния является специфической особенностью развития превращений в твердых телах [ 22]. Такие состояния, по-видимому, реализуются при большинстве фазовых переходов, и образование неравновесного аус-тенита в этом смысле не является исключением. [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...