Оглавление:
Кристаллизация металлов; зарождение кристаллов, критический зародыш; гомогенное и гетерогенное зарождение кристаллов; рост кристаллов. Кривые Таммана
- Кристаллизация металлов; зарождение кристаллов; критическая эмбриональность; равномерное и неоднородное зарождение кристаллов; рост кристаллов. Таманская кривая Кристаллизация-это процесс перехода металлов из жидкого состояния в твердое с образованием кристаллической структуры. В природе все спонтанные превращения, кристаллизация и плавление происходят тогда, когда новое состояние при новых условиях становится более энергостабильным и имеет меньший запас энергии.
Переход металла из жидкого или парового состояния в твердое, в котором формируется кристаллическая структура, называется первичной кристаллизацией. Образование новых кристаллов в твердом кристаллическом веществе называется вторичной кристаллизацией. Процесс кристаллизации состоит из двух одновременных процессов зарождения и роста кристаллов. Кристаллы могут самопроизвольно и самопроизвольно кристаллизоваться или расти в существующих готовых центрах кристаллизации.
Процесс кристаллизации металла можно проследить с помощью измерителя времени и термоэлектрического термометра. Людмила Фирмаль
Две разнородные линии, спаянные концами, погружаются в расплавленный металл, и результирующий тепловой поток пропорционален температуре металла, стрелка милливольтметра отклоняется, показания треметра фиксируются во времени, и по полученным данным строится кривая охлаждения в температурно-временных координатах. Критической точкой является температура, соответствующая любому превращению в металле. При охлаждении переход из жидкого состояния в твердое сопровождается образованием кристаллической решетки, то есть кристаллизацией.
Чтобы вызвать кристаллизацию, жидкий металл должен быть переохлажден до температуры ниже температуры плавления. При аллотропном превращении в металле в центре затвердевания и первой кристаллизации образуется круг, в котором атомы группируются, образуя соответствующую кристаллическую решетку. Процесс кристаллизации состоит из двух стадий: Центрального Центра образования и роста кристалла. В каждом из появляющихся кристаллов кристаллографическая плоскость ориентирована случайным образом, и при дальнейшей первичной кристаллизации кристаллы окружены жидкостью, так что вращающиеся соседние кристаллы растут навстречу друг другу, а точка их столкновения определяет границы кристаллов(частиц).
- Аморфные вещества с плавной кривой охлаждения на основе сферической мишени из этих веществ могут оказаться невозможными. Механизм кристаллизации металла объясняется тем, что вследствие соответствующего понижения температуры в тигле с жидким металлом начинают образовываться мелкие кристаллы, называемые центром кристаллизации или зародышем. Чтобы начать рост кристаллов из жидких металлов, необходимо, чтобы свободная энергия металла уменьшалась. В результате образования зародыша свободная энергия металла увеличивается, зародыш растворяется. Минимальный размер растущего эмбриона называется важным эмбриональным размером, и такой эмбрион стабилен.
Чем больше степень переохлаждения и чем меньше свободная энергия металла, тем меньше критический размер зародыша. Кристаллы начинают расти вокруг образовавшегося Центра. По мере роста кристаллов на металле в жидком состоянии продолжают появляться новые центры кристаллизации. Каждый новый кристалл, который растет, произвольно ориентирован в пространстве. Кристаллы неправильной формы называются кристаллами или кристаллами. Твердое вещество, содержащее металл, состоящий из большого количества частиц, называется поликристаллическим. Д. В. Чернов установил,
что процесс кристаллизации состоит из двух основных процессов: зарождения центра кристаллизации и роста кристаллов из этих центров. Людмила Фирмаль
Затем Тамань, изучая процесс кристаллизации, установил зависимость числа центров кристаллизации и скорости роста кристаллов от степени переохлаждения. Пока образующиеся кристаллы растут свободно, они имеют более или менее правильную геометрическую форму. Однако при столкновении растущих кристаллов нарушается их правильная форма, так как в этих областях рост грани прекращается. В районах со свободным доступом к»кормящей» жидкости рост продолжается. В результате растущие кристаллы сначала имеют геометрически правильную форму, а после затвердевания получают неправильную форму, называемую кристаллами или зернами.
Рост зародыша происходит в результате перехода атома из переохлажденной жидкости в Кристалл. Кристаллы растут слоями, каждый слой имеет моноатомную толщину. В процессе роста кристаллов происходят два элементарных процесса. Формирование двумерных эмбрионов. Рост двумерного эмбриона обусловлен поступлением атома из переохлажденной жидкости. Дальнейший рост нового слоя происходит относительно легко, так как после образования двумерного зародыша на плоской поверхности появляются участки, удобные для фиксации атомов, выходящих из жидкости. Размер частиц, образующихся при кристаллизации, зависит не только от количества спонтанно зародившихся центров кристаллизации, но и от количества частиц нерастворимых примесей, постоянно присутствующих в жидком металле.
Смотрите также:
Методические указания по материаловедению
