Кристаллизация избирательная

При получении сверхчистых материалов (кремний, германий, вольфрам, висмут, титан, ниобий, торий, уран и др.) последовательно снижают содержание в них примесей. Для этого используют кристаллизацию, избирательное осаждение металла в форме труднорастворимого соединения, осаждение примесей, фракционную дистилляцию и ректификацию, ионный обмен и т. д. [c.65]

Вследствие разности концентраций растворенного элемента в твердой и окружающей ее жидкой фазе равновесие может нарушаться в результате диффузионных процессов. Растворенный элемент будет перемещаться в глубь жидкости, а соответствующая часть атомов основного металла для восстановления равновесия перейдет из жидкой фазы в твердую, что приведет к дальнейшему развитию кристаллизации. Такую кристаллизацию называют избирательной или диффузионной. [c.442]

Вследствие избирательной кристаллизации сплава неметаллические включения коагулируют и оттесняются в глубь отливки (табл. 41). Чем толще стенка отливки и чем медленнее происходит ее затвердевание, тем шире ликвационная зона йх и крупнее неметаллические включения (рис. 66, 67). [c.100]

Для выяснения природы накипеобразования использованы теоретические и экспериментальные исследования многих авторов в области накипеобразования, строения металлической поверхности, двойного электрического слоя (ДЭС), правил избирательной адсорбции (ПИА), химической активности элементов, растворимости веществ и кристаллизации [1]. [c.54]

Даже в случае применения специально отобранных нефтей только часть углеводородов, входящих в их состав, имеет необходимую молекулярную структуру и вязкостные свойства. Эффективное избирательное удаление из них нежелательных соединений достигается применением специальных методов переработки нефти — физических и химических. К физическим методам относят процессы, основанные на перегонке, очистке ири помощи растворителей, экстракции, кристаллизации и адсорбции. К химическим методам переработки относят процессы облагораживания нефтяного сырья, состоящие в проведении реакций гидрогенизации, дегидрогенизации, циклизации, ароматизации, изомеризации или других реакций, в результате которых меняется молекулярная структура исходных углеводородов 1, 11]. Как правило, химической переработке подвергают ту часть нефти, которая была из нее выделена перегонкой, экстракцией или при помощи каких-либо других физических методов. [c.182]

Ликвация. Дефект в виде местных скоплений химических элементов или соединений в теле отливки, возникших в результате избирательной кристаллизации при затвердевании [c.126]

Так как при затвердевании имеет место так называемая избирательная кристаллизация, т. е. в первую очередь затвердевает более чистый металл, то границы зерен обогащены примесями. Неоднородность химического состава в пределах дендрита называется дендритной ликвацией. В большей степени, чем другие элементы, ликвации подвержены углерод, сера, фосфор. [c.16]

В отношении механизма накопления устойчивого компонента на поверхности существуют две точки зрения. ЭтО или предварительный переход устойчивого компонента в виде ионов в раствор и затем вторичное электрохимическое выделение его на поверхности (электрокристаллизация) в виде собственной фазы, или постепенное накопление более стойкого компонента на поверхности вследствие избирательного растворения более активной основы сплава. При этом допускается возможность последующей миграции атомов более стойкого компонента по поверхности и также кристаллизации его в виде собственной фазы. Нам кажется, что в отношении электроположительных (благородных) компонентов (палладий, платина), термодинамически устойчивых в условиях коррозии, более вероятным является второй механизм. [c.35]

Основным достоинством комплексного метода переработки рассолов является максимальное использование первичного сырья (при минимуме отходов производства) путем извлечения полезных компонентов из первичных рассолов, рационального применения бассейного хозяйства и экономичной заводской переработки концентрированных рассолов. При этом могут найти успешное применение процессы кристаллизации солей при выпарке и охлаждении рассолов разделения твердых фаз флотацией и по удельному весу избирательного выделения отдельных компонентов с помощью окислителей, осадителей и ионитов, а также другие технологические процессы. Поэтому метод комплексной переработки соляного сырья [c.368]

Концентрация затравки может быть уменьшена путем ее активации. Одним из способов активации является получение затравки в присутствии растворимых примесей. Ничтожно малые количества примесей могут изменить скорость роста отдельных граней кристалла, его форму, окраску, однородность и т. д. Существенное влияние на кристаллизацию из водных растворов оказывают различные красители и органические соединения, имеющие поверхностно-активные свойства. Примеси, в частности поверхностно-активные вещества, избирательно сорбируются некоторыми гранями кристалла, блокируют приток к граням питательного вещества, уменьшая скорость их роста и приводя тем самым к модификации формы кристаллов. Количество примеси, необходимое для получения той или иной модификации, зависит от ее пространственной структуры, межатомных [c.179]

По современным представлениям горячие трещины в металле шва вызываются одновременным действием двух факторов 1) наличием жидких прослоек между зернами застывающего металла вследствие его избирательной кристаллизации 2) появлением в металле растягивающих напряжений. [c.166]

Неоднородность стали в слитках по химическому составу, механическим свойствам и характеру кристаллизации обусловлена избирательным процессом затвердевания стали, меньшей растворимостью в ней примесей с понижением температуры и всплыванием жидкости вследствие обогащения ее примесями (углерод, фосфор, сера), снижающими удельный вес жидкой стали. При формировании слитка сначала затвердевают кристаллы, содержащие наименьшее количество примесей, понижающих температуру плавления стали, а остающаяся жидкая сталь, называемая маточным раствором, все более обогащается этими примесями. Такое явление называется избирательной кристаллизацией. В результате избирательной кристаллизации слиток получается неоднородным по химическому составу. [c.167]

В результате конвективного перемешивания и диффузионных процессов растворенный элемент отводится от поверхности раздела, при этом атомы основного элемента переходят из жидкой фазы в твердую, вследствие чего устанавливается равновесная пограничная концентрация и обеспечивается рост кристаллов твердой фазы. Этот процесс называется избирательной или диффузионной кристаллизацией. [c.529]

Структура стального слитка формируется в результате последовательной кристаллизации, которая начинается на поверхности (так как работа образования критического зародыша при гетерогенном зародышеобразовании (1.81) меньше), в наиболее холодных местах, распространяется в глубину и заканчивается в центре слитка. Кристаллизация стали определяется двумя факторами - скоростью затвердевания и избирательным процессом выделения более чистых по составу кристаллов из раствора. [c.344]

Взаимодействие частицы с окружающей средой характеризуется поверхностной адсорбцией газов, растворением их в жидком металле и образованием пленок окислов. Одновременно протекают диффузионные процессы, усиливаемые конвективными потоками и механическим возмущением жидкого металла. Ввиду высокой температуры металлической частицы указывается на возможность протекания процессов избирательного окисления марганца, кремния и углерода при напылении стали [171]. Благодаря повышенным скоростям охлаждения возможно появление пересыщенных растворов или выделение газов при кристаллизации в атмосферу (открытая пористость) или в микропустоты (изолированная пористость). [c.213]

Любой реальный металл представляет собой систему монокристаллов. При соединении зерен в единый агрегат свойства их границ, даже для самых чистых металлов, будут отличаться от свойств самих зерен в связи с неизбежными искажениями кристаллической решетки. В реальных металлах, к тому же, обычно содержатся различные примеси, способствующие неодновременности (избирательности) кристаллизации. Вследствие этого граничные области металла, как правило, отличаются повышенным содержанием примесей и загрязнений, химическим составом, структурой и, конечно, свойствами. [c.27]

Очевидно, что в ходе образования кристаллизационных слоев действуют законы избирательной кристаллизации. При этом диффузионная кристаллизация протекает в той части объема металла, которая находится вблизи границы сплавления, а в центральной части преобладает бездиффузионная кристаллизация. [c.273]

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]

Фотоситаллы содержат светочувствительные добавк и и способны под влиянием облучения и термообработки стекла вызывать в ием избирательную сплошную объемную кристаллизацию. [c.409]

Неоднородность стального слитка по составу (ликвация) связана с самим процессом кристаллизации стали (явление избирательного затвердевания). Химическая неоднородность может быть в пределах отдельного зерна (дендритная ликвация) или по всему объёму слитка (зональная ликвация). В первом случае оси дендритов оказываются менее обогащёнными примесями по сравнению с междуосными участками зерна. При зональной ликвации отдельные зоны слитка (в зависимости от условий отливки), чаще всего верхняя и средняя части, содержат повышенное количество примесей. Зональная ликвация обычно проявляется тем слабее, чем сильнее выражена дендритная ликвация. [c.324]

Субмикроскоиические и микроскопические продукты взаимодействия типа нитридов, окислов, гидридов, сульфидов и других химических соединений, имеющие большую прочность и высокую температуру плавления, образуются в первый период кристаллизации и во многих случаях благоприятно влияют на формирование мелкокристаллической структуры поверхностного слоя и, следовательно, на нейтрализацию и уменьшение вредного влияния дислокаций и вакансий на свойства отливки. Поскольку в первый период кристаллизации в жидком металле имеются интенсивные потоки, т. е. сильно развита диффузия элементов, в зоне контакта создаются исключительно благоприятные условия для протекания избирательной кристаллизации. В этих условиях центрами кристаллизации могут быть кроме активных участков покрытий тугоплавкие компоненты жидкого металла и химические соединения (MeN, MeS, MeO и др.), образовавшиеся при взаимодействии жидкого металла с покрытием формы. [c.46]

При направленном затвердевании жидкого металла на готовой поверхности вследствие избирательного процесса микропоры оттесняются фронтом кристаллизации из поверхностной зоны к центру, где они коагулируют и образуют макрораковииы и пустоты. Выделяющиеся газы концентрируются в усадочных микрораковинах, щелевидиая форма которых в большинстве случаев сохраняется, а значит, сохраняется большая концентрация напряжений, приводящая к снижению прочностных свойств отливок. Газовые раковины, образовавшиеся в интервале температур солидуса и ликвидуса, также имеют щелевид- [c.96]

Модифицирование — использование специально вводимых в жидкий металл примесей (модификаторов) для получения мелкого зерна по описанному выше механизму. Эти примеси, практически не изменяя химического состава сплава, вызывают при кристаллизации измельчение зерна и в итоге улучшение механических свойств. Так, например, при модифицировании магниевых сплавов зерно уменьшается с 0,2—0,3 до 0,0 —0,02 мм. При литье слитков в фасонных отливках модифицирование чаще проводят введением в расплав добавок, которые образуют тугоплавкие соединения (карбиды, нитриды, оксиды), кристаллизирующиеся в первую очередь. Выделяясь в виде мельчайших частиц, эти соединения служат зародышами образующихся при затвердевании 1фисталлов (модификаторы I рода). В качестве модификаторов при модифицировании алюминиевых сплавов применяют Т1, V, 2г стали — А1, V, Т . Иногда используют растворимые в жидком металле модификаторы (модификаторы II рода), избирательно адсорбирующиеся на кристаллическом зародыше, которые снижают межфазовое поверхностное натяжение и затрудняют рост кристаллитов. Для алюминиевых сплавов в качестве модификаторов II рода используют В , Ка, К, для стали — редкоземельные элементы (РЗМ). [c.32]

Ниобий и тантал, так же как и цирконий и гафннй, обладают близкими химическими свойствами. Это является причиной больших трудностей при разработке промышленного способа разделения элементов. Решение проблемы усложняется наличием титана в продуктах или растворах, поступающих на разделение. До недавнего времени единственным промышленным способом разделения ниобия и тантала была дробная кристаллизация их комплексных фторидов. Этот способ в настоящее время заменен способами экстракции органическими растворителями, ионного обмена и некоторыми другими развивающимися и связанными с хлорной технологией переработки сырья способами (ректификация пентахлоридов, избирательное восстановление). [c.186]

Большую опасность вызывает зональная ликвания, т. е. различный химический состав слитка в разных его частях. Причинами появления зональной ликвации являются избирательная кристаллизация, т. е. затвердевание в первую очередь чистого металла перемещение в результате диффузии и с потоками металла примесей из одной части слитка в другую всплывание загрязненного металла, имеющего меньшую плотность по сравнению с чистым металлом, в верхние области слитка. В слитках спокойной стали более грязным является металл прибыльной и подприбыльной части. Содержание серы, фосфора и углерода возрастает в головной части от поверхности к оси слитка. Внизу слитка, наоборот, содержание этих примесей убывает по направлению к центральной части. Развитию зональной ликвации способствует увеличение массы слитка, высокая температура разливкн стали, повышенное содержание водорода, встряхивание слитка при его затвердевании. Поэтому не рекомендуется двигать составы с налитыми изложницами до тех пор пока не произойдет полное затвердевание стали. [c.227]

Указанные четыре группы составили остов представленной на рис. 5 классификации структурных изменений. Фазовые превращения I рода характеризуются комбинацией классификационных элементов и разделены на две части слева указаны превращения, сопровождающиеся изменением агрегатного состояния, справа — твердофазные переходы. В зависимости от того, происходит ли перераспределение компонентов между жидкостью, кристаллами и газом, эти превращения (возгонка, плавление, кристаллизация и др. ) могут быть избирательными и безызбиратель-ными. [c.29]

При избирательной кристаллизации сплава зародыш отличается от расплава и составом. Состав зародышей критического размера теоретически исследовался в работах [110, 221, 243, 311]. Пренебрегая зависимостью межфазной поверхностной энергии от размеров кристалла, задачу о химическом составе зародыша можно свести к следующему. Зародыш критического размера находится в равновесии с переохлажденной жидкостью, если AfiA,2 = О и Д .1б,2 = = 0. Воспользовавшись уравнением (13), определим хими- [c.38]

Представляют большой интерес результаты исследования влияния примесей на плотность дислокаций в кристаллах, выращенных из расплава. При избирательной кристаллизации кристалл в процессе роста постепенно обогащается примесью, что приводит к увеличению плотности дислокаций. Это явление наблюдали при выращивании кристаллов А1. Д. Е. Овсиенко ссылается на исследование В. А. Тиллера, в котором дан механизм локальной микросег >егац и примеси. Захват примесей растущим кристаллом связан с геометрией грани и происходит неравномерно, в результате чего возникают напряжения из-за различия в па >ам трах решеток. [c.72]

Растворимые примеси могут оказывать влияние на кристаллизацию стального слитка, изменяя скорость зарождения центров кристаллизации к их роста. Механизм модифицирования изучали многие исследователи. II. А. Ребиндер объясняет механизм модифицирования избирательной адсорбцией поверхностно активных примесей на фронте кристаллизации, из-за чего тормозится рост кристаллов. М. С. Липман в развитие идей Ребиндера приводит большой экспериментальный материал, показывающий, что модифицируюш,ее действие поверхностно активных элементов тем выше, чем больше их атомный радиус по отношению к растворителю. Высказывается мнение, что насыщение адсорбционного моно-молекулярного слоя на грани растущего кристалла обусловлено ограниченной растворимостью модификатора в твердом растворе. [c.107]

Рассмотренные выше теории (В. К. Семенченко, П. А. Ребиндера и В. И. Архарова) объясняют механизм модифицирования избирательной адсорбцией поверхностно активных добавок на гранях растущих кристаллов. В процессе разделительной диффузии вблизи фронта кристаллизации, а следовательно, и зародышеобразова-ния в переохлажденном расплаве большую роль должна играть взаимная растворимость компонентов сплава, которая определяется, в частности, размерным фактором. [c.154]

Таким образом, высокая плотность вакансий в поверхностных слоях при трении в условиях избирательного переноса дает основание полагать материал достигает состояния, близкого к расплаву, но при этом температура материала пленки близка к температуре кристаллизации такое чисЛо вакансий обеспечивает достаточно высокую подвижность атомов пленки, обусловливающую диффузионно-вакансионный механизм формоизменения в зоне контакта, который можно рассматривать с пбзиций дырочной теории жидкого состояния [105]. [c.118]

Типичными примерами смешанных кристаллов с адсорбционным слоем являются ацетаттригидраты свинца, кадмия и бария с органическими красителями. При кристаллизации из водного раствора с добавками красящего вещества в небольшой концентрации благодаря образованию так называемых пирамид роста наблюдается характерное секториальное строение кристаллвиолет и другие красители встраиваются в пирамиды роста на гранях (010) ацетатов свинца и кадмия, тогда как флю-оресцеин и эозин отлагаются на грани (100). При комбинации различных адсорбатов всегда соблюдаются законы избирательного врастания. [c.330]

Поскольку фаза Мо51з в покрытии испытывает при температуре испытаний растягивающие напряжения, газы, оставшиеся в растрескавшемся покрытии или у поверхности раздела МоБ а — 510,, задерживаются. Пониженная активность задержанного кислорода способствует избирательному протеканию реакции образования Мо551д и БЮг, благодаря чему вес образцов возрастает вплоть до разрушения покрытия. У образцов с силицидным покрытием, модифицированным бором, при циклическом нагревании привеса не наблюдалось, поскольку в окисной пленке не происходили структурные изменения и не появлялись внутренние трещины, способные удерживать кислород. Как и при изотермическом окислении, модифицирование бором повысило срок службы покрытий вследствие подавления образования зародышей кристаллизации, увеличения количества кристобалита в окисной пленке и его фазовых превращений при нагреве и охлаждении. [c.323]

Химическая неоднор.одность или ликвация в виде неравномерного распределения примесей и легирующих элементов в стали, определяемая законом избирательной кристаллизации и условиями охлаждения расплавов, в той или ивой степени имеет место в каждом стальном слитке. [c.9]

Согласно закону избирательной кристаллизации в начале кристаллизуются наиболее чистые объемы маточного раствора, а затем расплав, обогащенный примесями, так как первые имеют более высокую температуру плавления. Как микрохимическая неоднородность отдельных дендритов и кристаллитов, так и макрохимическая неоднородность макрообъемов и зон слитка решающим образом влияют на пластичность литого металла и структуру деформиро- [c.9]

При затвердевании стали в течение некоторого времени создается область двухфазного состояния (твердо-жидкое). Избирательная кристаллизация вызывает обогащение жидкости в межосных пространствах дендритов примесями, обладающими меньшей растворимостью в твердой фазе, чем в жидкой (напри- [c.168]

Так как при затвердевании нмеет место так называемая избирательная кристаллизация, т. е. в первую очередь затвердевает более чистый металл, то границы зерен более обогащены примесями. Неоднородность химического состава в пределах дендрита называется дендритной ликвацией. [c.67]

При затвердевании первых слоев металла возникает кристаллизационная прослойка, которая образуется из расплавленных объемов свариваемых частей, перемешанных турбулентными потоками в ванне. Кристаллизация имеет направленный характер и начинается на оплавленных зернах перлитной и аустенитной сталей, играющих роль теплоотводов и плоских зародышей. Их рост осуществляется по принципу ориентационного и размерного соответствия путем единичного или группового оседания атомов жидкости во впадинах кристаллической решетки зародышей, что обеспечивает связь шва с основным металлом. При этом различна роль легирующих элементов, входящих в состав ванны. Элементы-феррити-заторы (хром, титан, молибден), атомный объем которых больше, чем железа, способствуют росту кристаллитов с ОЦК-решеткой, а аустенитизаторы (углерод, никель, азот, марганец) -с ГЦК-решеткой. Последняя имеет более плотную упаковку и большие размеры, отличается от ОЦК-решетки скоростью и направлением роста. Это приводит к преимущественному оседанию одних атомов и отталкиванию других. В результате избирательного роста перед передними гранями растущих кристаллитов концентрируются в жидком слое инородные атомы, что приводит к останову роста, переохлаждению жидкого слоя, примыкающего к межфазной поверхности, и зарождению кристаллитов с решеткой другого типа. На рис. 13.3 представлена микроструктура зоны сплавления [c.177]

Получение особо Ч. в. — чрезвычайно сложная технологич. задача, решенная пока для немногих веществ. Наиболее широко для очистки веществ применяют реакции восстановления из соединений, образование летучих соединений с последующим их разложением, промывку, избирательное растворение, вакуумную плавку и др. Эффективными оказались электрохим. методы, сорбция, хроматографи.ч и ионный обмен. Высокой степени очистки удается достичь экстрагированием, дистилл.чцией и ректификацией, а также кристаллизационными методами, среди к-рых особое место занимают нормальная направленная кристаллизация (по Бриджмену), вытягивание из расплава (по Чохральскому) и зонная плавка, позволяющие получать вещества в виде. монокристаллов с совершенной структурой. Перспективно комплексное применение различных методов очистки. [c.416]

Возможны и другие причины неравномерного распределения элементов в металле шва. Например, избирательность кристаллизации вызывает неоднородность состава внутренних слоев дендри-тов, периодичность процесса кристаллизации — химическую неоднородность слоев и т. д. [c.215]

При телшературе Т на поверхности раздела жидкой и твердой фаз установятся известные граничные равновесные кон 1ентрацни. Вследствие разности концентраций растворенного элемента в твердой и окружающей ее жидкой фазе равновесие может нарушаться за счет диффузионных процессов, конвекции. При этом растворенный элемент будет перемещаться в глубь жидкости. Тогда соответствующая часть атомов основного металла для восстановления равновесия перейдет из жидкой фазы в твердую, что приведет к дальнейшему развитию кристаллизации. Развивающуюся кристаллизацию принято называть избирательной, или диффузионной. [c.269]

Однако образование трещин в аустенитных швах может происходить не только при температурах выше Тс, когда на границах кристаллитов есть жидкая фаза, но и при температу-pax ниже Тс, т. е. в твердом состоянии. Такие трещины называются подсоли-дусными. О природе этих трещин в настоящее время есть две гипотезы. Согласно первой, подсолидусные трещины связаны с явлением полигонизации — возникновения в аустенитном металле непосредственно после кристаллизации новых, вторичных границ как следствия движения дислокаций и их группировки в стенки . Там, где граница полигонизации совпадет с участками, загрязненными вредными примесями, и плотность несовершенств наибольшая, возникнут несплошности. В процессе развития трещин наблюдается избирательное проникновение в них некоторых примесей (например, сульфидной эвтектики и др.). Поскольку температурный интервал полигонизации, составляющий всего несколько десятков градусов, рассматривается как часть ТИХ, к данному случаю вполне уместно применить общую схему межкристаллитного разрушения. [c.349]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...