Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство: Практикум: Навч.посібник
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 51 52 53 54 55 56 57... 212 213 214
|
|
|
|
AF = -AFy +AFs =-AfyV + gS , (2.8.3) де Afy різниця питомих значень вільної енергії рідкої та твердої фаз за температури кристалізації Т^^; сг питома (щодо площі поверхні розділу) поверхнева енергія. Отже, термодин(ічічна умова кристалізації {AF 0) формулюється так: Afy V \(j'S . (2.8.4) Процес кристалізації складається з двох послідовних етапів: -утворення центрів кристалізації (зародків) твердої фази, що характеризується швидкістю зародження центрів кристалізації F3, тобто кількістю зародків, що утворюються в одиниці об'єму розплаву за одиницю часу; -росту кристалів з цих центрів, який характеризується лінійною швидкістю росту Кр, тобто швидкістю, з якою пересувається в розплаві поверхня кристала в напрямку, перпендикулярному до неї. 2,8,2,2, Утворення центрів кристалізації Існує два механізми утворення центрів кристалізації: гомогенне та гетерогенне зародкоутворення. Гомогенне утворення зародків відбувається у зонах: -однорідного за агрегатним станом розплаву; -з флуктуацією енергії, де її рівень перевищує середнє значення; -з таким близьким упорядкуванням у розташуванні атомів, що відповідає далекому впорядкуванню кристалічного стану; -розміром, більшим за певний критичний розмір. Критичний розмір зародка можна визначити з таких міркувань. Якщо прийняти, що зародок має форму кулі радіусом R, то зміна вільної енергії під час його росту описується згідно з формулою {2.8.3) рівнянням: ^F = -^fy^-кR^ +a-A7di'^, (2.8.5) Аналізуючи графічні залежності {рис. 2.8.3) компонентів цього виразу від радіуса зародка, можна зробити висновок про те, що стійкими можуть бути лише зародки, радіус яких більший за критичний радіус/?^p, оскільки їх ріст зменшує вільну енергію системи. Зародки менших розмірів термодинамічно нестійкі, бо їх ріст зумовлює підвищення вільної енергії, і тому вони розсмоктуються. Для визначення К^^ потрібно продиференціювати вираз {2.8.5) 104 -^F Рис. 2,8,3, Зміна вільної енергії системи \F залежно від радіуса зародка R під час кристалізації по R і похідну прирівняти до нуля: dAF/dR = 0. Звідки: R -^^ (2.8.6) Гетерогенне утворення зародків відбувається в неоднорідному розплаві на готових підкладках, якими є тверді нерозчинені в розплаві часточки, стінки виливниць, ливарних форм, за умови, що поверхнева енергія границі між підкладкою і новоутвореною твердою фазою менша за поверхневу енергію границі між зародком і рідкою фазою. 2,8,2,3, Ріст кристалів Ріст кристала із зародка відбувається шляхом упорядкованого приєднання атомів з рідкої фази до його поверхні. При цьому ділянки поверхні з густішим упакуванням атомів рухаються в розплав з меншою швидкістю, ніж ділянки поверхні з малою густиною упакування. Форма міжфазної поверхні кристал-розплав залежить від градієнта температури поблизу фронту кристалізації. У разі збільшення температури в бік рідкої фази, тобто при додатному градієнті температури, утворюються відносно плоскі грані кристалів. Поки кристали оточені рідкою фазою, вони ростуть вільно і мають майже правильну геометричну форму, яка визначається анізотропією швидкості росту кристалів {рис. 2.8.4, а). Унаслідок взаємного зіткнення граней сусідніх кристалів їх правильна форма спотворюється {рис. 2.8.4, б). Кристали довільної форми, що утворилися після завершення кристалізації, називаються кристалітами або зернами. аб Рис, 2,8, 4, Схема росту кристалів під час кристалізації: а початок кристалізації; б завершення кристалізації 105
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 51 52 53 54 55 56 57... 212 213 214
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
