Кристаллизация гетерогенная

В зависимости от способов образования зародышей различают гомогенную или гетерогенную кристаллизацию. В чистом от примесей жидком металле при охлаждении зародыши образуются из наиболее крупных фазовых флуктуаций жидкой фазы, выделение которых связано с флуктуациями энергии (гомогенное зарождение). В технических металлах всегда имеются дисперсные включения примесей, на поверхности которых и происходит образование центров кристаллизации (гетерогенное зарождение). [c.435]

Чем больше примесей, тем больше центров кристаллизации, тем мельче получается зерно. Такое образование зародышей называют гетерогенным. [c.37]

На первом этапе отпуска из мартенсита выделяются высокодисперсные частицы карбида. Центры кристаллизации растут до момента обеднения С и прекращения притока атомов соседнего элемента вследствие малой скорости диффузии из твердого раствора. Вокруг них образуются области твердого раствора с меньшей концентрацией С, находящегося в неустойчивом (коллоидном) равновесии с этими частицами. Поскольку, кроме исходного, возникает новый твердый раствор с меньшей концентрацией С, то распад мартенсита на этом этапе является двухфазным (гетерогенным). Длительность процесса обусловливается числом образующихся центров кристаллизации карбидной фазы, а скорость распада — скоростью зарождения карбидных частиц. [c.107]

ГЕТЕРОГЕННАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ И СКОРОСТЬ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ [c.438]

Поверхность раздела между образующейся твердой и исчезающей жидкой фазами создает энергетический барьер при гомогенном возникновении зародышей, для преодоления которого необходима флуктуация энергии, равная Поэтому энергетически более выгодно возникновение зародышей твердой фазы в кристаллизующейся жидкости преимущественно на готовых межфазных поверхностях. Такими поверхностями при гетерогенной кристаллизации могут быть поверхности твердых частиц, всегда существующие в технических расплавах. [c.438]

Наилучшие очаги гетерогенной кристаллизации — частицы или поверхности того же металла, что и расплав, например зерна основного металла, ограничивающие жидкую сварочную ванну. Оплавленные зерна основного металла становятся зародышевыми центрами кристаллизации, на которых, как на своеобразной подкладке, начинают расти первичные кристаллы шва (рис. 12.5). Растут кристаллы нормально к поверхности охлаждения в глубь жидкого металла ванны, в направлении, обратном отводу теплоты. [c.438]

Из сравнения энергетических условий образования трехмерных (гомогенное зарождение) и двумерных (гетерогенное зарождение) зародышей видно, что для образования плоского зародыша критического радиуса требуются меньшее переохлаждение и меньшая флуктуация свободной энергии, чем при гомогенной кристаллизации. [c.439]

Каталитическое влияние готовых поверхностей раздела фаз на возникновение зародышей зависит от действия факторов, усиливающих или ослабляющих этот эффект. На процесс гетерогенной кристаллизации влияет краевой угол между подложкой и находящимся на ней зародышем твердой фазы, так как от значения этого угла зависит соотношение поверхностных энергий между зародышем и сосуществующими фазами. Значение краевого угла определяется такими факторами, как близость структур кристаллических решеток подложки и твердой фазы зародыша, а также химическая природа поверхности подложки. [c.440]

Большинство применяемых в промышленности металлов содержит достаточное количество нерастворимых примесей и гетерогенное зарождение центров кристаллизации в их расплавах происходит при переохлаждениях 1...10 К. Для интенсификации процессов гетерогенной кристаллизации, а также в целях регулирования размеров кристаллитов в расплав вводят модификаторы или катализаторы зарождения, стимулирующие образование зародышей. Эти вещества могут быть соединениями, нерастворимыми в расплаве и хорошо им смачивающимися, т. е. значения краевого угла с образующейся твердой фазой невелики, или химическими элементами, которые образуют с жидким расплавом соединения, способствующие зарождению центров кристаллизации. [c.440]

Еще один фактор, влияющий на условия гетерогенной кристаллизации,— вид межфазной поверхности, разделяющей зародыш и твердую подложку. В реальных случаях она может быть выпуклой или вогнутой, что вызывает соответственно ослабление или усиление катализирующего влияния подложки. [c.440]

Наличие в ванне центров кристаллизации в виде зерен основного металла на границе сплавления (гетерогенный характер кристаллизации). [c.446]

При затвердевании расплавленного металла сварочной ванны преобладает гетерогенный процесс кристаллизации и только в центральной части ванны в очень редких случаях возможна гомогенная кристаллизация. [c.453]

Высокая прочность межатомной связи в кристаллах твердого раствора и второй выделяющейся фазы является необходимым условием высокого температурного уровня структурного разупрочнения сплава. Взаимодействие между обеими фазами также является важным фактором, влияющим на процесс коагуляции выделяющейся фазы, т.е. на процесс разупрочнения сплава при высоких температурах. Следовательно, при создании высокожаропрочных сплавов надо иметь в виду не только свойства кристаллов основного твердого раствора и выделяющейся фазы, но и термодинамические условия взаимодействия между ними. Важное значение для повышения жаропрочности сплавов имеет литая гетерогенная структура, возникающая при кристаллизации отливки в виде скелета или сетки. Существенным при этом является высокая термическая стабильность избыточной фазы в сплаве. [c.48]

Жаропрочные сплавы в расплавленном состоянии являются гетерогенными жидкостями и содержат твердые неметаллические дисперсные частицы. Процесс кристаллизации расплавленного сплава существенно облегчается в присутствии в объеме жидкости твердых подложек - инициаторов зарождения твердой фазы. [c.421]

Переохлаждение (At), необходимое для начала кристаллизации, составляет для гомогенных расплавов t - 0,2 /гш, гетерогенных расплавов < - 0,1 /пл. Схема процесса кристаллизации структуры лопатки с направленной кристаллизацией показана на рис. 205, б. Дендриты располагаются по границам кристаллитов зерен, выстроенных вдоль оси пера лопатки, а в замковой части - зерна кристаллизуются с равноосной структурой. [c.422]

Роль затравки при кристаллизации жидкого гетерогенного расплава заключается в том, что, во-первых, зарождение дендритных структур и расположение их параллельными рядами должно происходить вдоль плоскости (001) и, во-вторых, необходимо создать условия теплоотвода в стартовой зоне, обеспечивающей определенную скорость кристаллизации. Схема процесса затвердевания жаропрочного сплава лопатки с монокристаллической структурой показана на рис. 212. [c.427]

При уменьшении погонной энергии как за счет скорости сварки (рис. 109, кривая /), так и за счет сварочного тока (кривая 2) электрохимическая гетерогенность уменьшалась. Это объяснялось увеличением скорости охлаждения, что вызывало большие отклонения от равновесных условий формирования структуры и оказывало суш,ественное воздействие на процесс кристаллизации сварочной ванны. При этом уменьшалось время пребывания металла в твердо-жидком состоянии, в связи с чем снижалась ликвация элементов, особенно серы и фосфора, что в свою очередь приводило к уменьшению химической неоднородности. Увеличение скорости охлаждения также снижало структурную неоднородность и приводило к изменению структуры. [c.242]

Результаты апробации этой модели, приведенные в работе [Л. 85] для расплава полиэтилена с наполнителем различной химической природы, дают удовлетворительную сходимость опытных и расчетных данных. При этом наполненный полиэтилен представляется гетерогенной системой матричного типа, в которой полимер образует связующую матрицу с равномерно диспергированными частицами наполнителя, служащими центрами кристаллизации. [c.76]

М. т.— течение гетерогенных смесей в отличие от течения однородных по фазовому состоянию гомогенных смесей. Частный случай М. т.— двухфазное течение, в к-ром присутствуют только две фазы вещества. Жидкие и твёрдые частицы, газовые пузыри в М. т. могут различаться не только физ. свойствами входящих в них молекул, но и скоростями, темп-рой и плотностью. При М. т. происходят фазовые превращения конденсация и испарение, плавление, кристаллизация, сублимация. [c.164]

Однако при сварке гомогенного расплава не бывает. Металл сварочной ванны неоднородный (гетерогенный). В нем могут быть не полностью расплавившиеся частицы основного, присадочного или легирующих материалов, он контактирует по границам ванны с частично оплавленными зернами основного металла. Эти твердые поверхности при сварке являются гетерогенными зародышами кристаллитов. Такие зародыши можно создавать искусственно, например вводя в сварочную ванну порошки элементов-модификаторов. Более тугоплавкие частицы этих элементов, находясь в металле ванны во взвешенном состоянии, служат центрами кристаллизации, что измельчает структуру шва и улучшает его свойства. При сварке стали модифицировать металл шва можно, вводя в хвостовую часть ванны железные опилки. [c.26]

Существуют два основных пути получения композиционной структуры покрытий кристаллизация из легированного многокомпонентного расплава и спекание компонентов без их полного расплавления и гомогенизации расплава (рис. 3.2). При кристаллизации из расплава формируется близкая к равновесной гетерогенная структура. Наибольшее распространение получили гетерогенные эвтектические наплавленные слои, содержащие эвтектику и избыточные фазы (рис. 3.3). Эффективным приемом получения гетерогенной структуры является термическая обработка наплавки. Происходящее при этом дисперсионное твердение (выделение вторичных высокотвердых фаз) дополнительно упрочняет наплавленный слой. [c.146]

В случае спекания порошковых смесей или композиционных порошков гетерогенная структура покрытия формируется вследствие полного или частичного сохранения исходной структуры порошковых частиц. Такие покрытия получают газотермическим напылением, электро-контактной приваркой, а также гальваническим осаждением материалов. Возможности конструирования этих покрытий с различным сочетанием упрочняющих и матричных фаз значительное шире, чем у слоев, получаемых кристаллизацией из расплава. Создание композиционного покрытия базируется на основе сочетания в объеме покрытия материалов различных классов, обладающих различными исходными свойствами (металл, керамика, полимер). Природа исходных компонентов, их фазовое состояние и соотношение, состояние границы раздела фаз и создание заданной микро- и макроструктуры определяют свойства композиционного покрытия. [c.146]

Гетерогенный слой, полученный в результате кристаллизации расплава [c.147]

Таким образом, термодинамическим условием гетерогенного зарождения является то, что энергия поверхности раздела между зародышем и центром меньше энергии поверхностей раздела между жидкостью и центром и между жидкостью и зародышем. Чем больше эта разность, тем эффективней центр кристаллизации. Такими центрами могут оказаться Всевозможные включения, окисные пленки и даже стенки сосуда, в котором происходит кристаллизация. Аналогично ведут себя включения и частицы в твердом растворе. [c.174]

Основная часть работ была связана с применением НП для измельчения структуры сплавов. Процесс измельчения структурных составляющих сплавов на макро- и микроуровне называют модифицированием. Существует значительное количество веществ и способов выполнения этого процесса, однако суть их всех заключается во введении в металлический расплав частиц по первому механизму — либо служащих самостоятельными центрами кристаллизации ( прямое гетерогенное зародышеобразование), либо образующих таковые в результате взаимодействия с расплавом по второму механизму — блокирующих рост кристаллических образований, возникающих в охлаждающемся расплаве. [c.258]

Гетерогенное зародышеобразование. Для зародышеобразования зачастую нет необходимости в значительном переохлаждении (АГ) достаточно неоднородностей структуры исходной фазы — дефектов решетки, чужеродных фаз, готовых поверхностей подложек, которые понижают энергию, необходимую для образования зародыша. Каталитически действующие поверхности раздела способствуют механизму гетерогенного зародышеобразования, поэтому кристаллизация происходит уже при незначительном переохлаждении. [c.62]

П. я. влияют на термодинамич. равновесие фаз только в случае весьма развитой новерхности их раздела в коллоидных системах. Скорости же Процессов теплообмена и массообмена (перехода вещества из одной фазы в другую) — растворение, испарение, конденсация, кристаллизация, гетерогенные хим. процессы (напр., коррозия, гетерогенный катализ) — определяются величиной и свойствами поверхности раздела и поэтому резко зависят от молекулярной природы и строения этой поверхности. Адсорбционные слои могут вызывать существ, замедление процессов межфазового обмена. Так, монослои нек-рых поверхностно-активных веществ, напр, цетилового спирта, на новерхности воды значительно замедляют ее испарение. Таково же замедление (нрактич. прекращение) коррозии под действием адсорбционных слоев веществ, наз. ингибиторами, или пассивирующих (защитных) пленок окислов и др. хим. соединений на поверхности металла. [c.60]

При кристаллизации отливок структура может быть частично гетерогенной, что подтверждается дендритообразным строением металла в литом состоянии и после термической обработки. Гетерогенная структура ухудшает механические свойства отливки. [c.363]

При горячей деформации эти включения в зависимости от температуры не изменяют или повышают сопротивление деформации. Сопротивление деформации повышается с увеличением содержания SiOg. При кристаллизации включения образуют гетерогенную (ячеистую) структуру и при исследовании в темном поле или поляризованном свете кажутся относительно прозрачными. [c.179]

По литейным свойствам, герметичности и коррозионной стойкости эти сплавы уступают сплавам систем А1 — Si и А1 — Si — Mg, но превосходят их по жаропрочности (уровень рабочих температур до 250—275° С), а также обладают лучшей обрабатываемостью резанием. Достоинство сплавов этой группы (по сравнению со сплавом АЛ4) — более простая технология литья. Не требуется модифицирования и кристаллизации под давлением в автоклавах (за исключением АЛ4М). Сплавы этой группы применяют для всех способов литья (см. табл. 61). Структуры сплавов являются довольно гетерогенными, степень гетерогенности и многофаз-ностп увеличивается по мере усложнения химического состава их. При этом фазовый состав сплавов в неравновесных условиях кристаллизации в значительной мере зависит от скорости кристаллизации и последующего охлаждения отливок. [c.88]

Структура отливок зависит от параметров процесса кристаллизации жидкого металла в литейной форме. Гетерогенное зарождение центров кристаллизации и большая скорость охлаждения жидкого металла в форме обусловливают неравновесный характер кристаллизации отливок и получение метастабильной (квазикристаллической) и мелкокристаллической структуры. Формирование поверхностного слоя отливок в условиях реальной литейной формы происходит под влиянием следующих факторов и закономерностей [c.39]

Влияние структурных превращений вблизи поверхности субстрата на свойства гетерогенных полимерных систем проявляется в еще более выраженной форме при формировании клеевых прослоек. Электронно-микроскопические исследования тонких срезов слоя на границе адгезив — субстрат для кристаллизирующегося полимера показали [Л. >65], что пограничная зона существенно отличается по своей структуре от компонентов системы. На границе полимер — субстрат образуется слой из плотного ряда сферолитов вытянутой формы, ориентированных относительно границы раздела. Интересно отметить, что возникающие в пограничной зоне напряжения вызывают ускоренную и ориентированную кристаллизацию, которая сопровождается частичной релаксацией этих напряжений. [c.46]

Смачивание влияет на степень перегрева и переохлаждения при фазовых переходах (кипении, конденсации, плавлении, кристаллизации и др.). Это связано с тем, что работа гетерогенного образования критического зародыша новой фазы максимальна при полном несмачивании и минимальна при полном смачивании. Например, для взаимного смачивания матрицы и волокна нужно, чтобы их взаимная растворимость и [c.95]

Наночастицы могут быть изготовлены и путем кристаллизации из эмульсий. Но основной недостаток мокрых методов синтеза — это образование крупных агрегатов в процессе получения. Во избежание агломерирования осаждение проводят в гетерогенных средах, используя стабилизацию поверхностно-активными веществами полимерного типа, с помощью которых удается, например, получать частицы Zт02 размером менее 10 нм [41]. Условия равновесия при кристаллизации наночастиц из пересыщенных растворов солей, находящихся в ограниченных малых объемах (т. е. в своеобразных нанореакторах), рассмотрены в работе [9]. [c.118]

Жидкотекучесть — способность металлов и сплавов в расплавленном состоянии заполнять полость стандартной формы (пробы) и точно воспроизводить очертания отливки. Жидкотекучесть зависит от а) состава и физико-химических свойств сплава б) теплофизических свойств формы в) технологических условий литья. Наибольшая жидкотекучесть характерна для чистых металлов и эвтектических сплавов (рис. 12.1), а наименьшая — для сплавов на основе твердых растворов или гетерогенных структур (представляющих собой твердые растворы с распределенными в них частицами других фаз). Это связано с различным характером процесса затвердевания отливки, обусловленным шириной температурного интервала кристаллизации АГ р — перепада температур между температурой начала (ликвидус) и конца (солидус) кристаллизации для конкретного сплава. Для узкоинтервальных сплавов (ДГ р < 30 °С) характерно последовательное затвердевание отливки от поверхности к центру, [c.309]

Малая величина угла 0 соответствует тому случаю, когда между зародышами и центром существует хорошее сцепление и авц < Ац. Когда кристаллизация происходит предпочтительно на каких-нибудь центрах, образоваме зародышей носит гетерогенный характер. Такое зарождение может иметь место при любой величине 0<18О°. Это отвечает условию аАц<авц + аАв. В этом случае число атомов в зародыше критического размера при гетерогенном образовании зародышей меньше, чем при гомогенном. Чем меньше величина 0, тем эффективней центр кристаллизации. Для гетерогенной кристаллизации степень переохлаждения существенно меньше, чем для гомогенной. При гетерогенном зарождении радиус зародыша не меняется, однако уменьшается число атомов в зародыше, благодаря чему возрастает вероятность достижения критической величины. [c.174]

Зародышеобразование. Существует гомогенное и гетерогенное зародышеобразова-ние. Кристаллизация происходит тогда. [c.68]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...