Mechanizmus kristályosodási folyamat
A kristályosítási folyamat két alapvető folyamatok: 1) nukleációs; 2) a kristálynövekedés ezekből központok.
Közeli hőmérsékleten a hőmérséklet a megszilárdulás, a folyékony fém képződik kis csoportokban az atomok, úgynevezett ingadozások, amelyek atomok vannak csomagolva, valamint szilárd kristályok formájában. Néhány ilyen ingadozások előállított embriók vagy nukleációs helyet. A növekvő mértékű túlhűtés megnöveli a gócképződési helyek, esztergálás-kötőanyag egységnyi idő alatt.
Körül kialakult nukleációja kristályok kezdenek nőni. Ezzel egyidejűleg, a folyékony fázis kialakulását az új kristályosítási központok. Össztömegének növekedésére a megszilárdult fém miatt előfordul, hogy az előfordulása új kristályosítási központok, és mivel a növekedés a meglévő. Vezetés után-egymást követő szakaszaiban a megszilárdulási folyamat ábrán látható. 11.
Kölcsönös kristályok növekedésének oka, hogy a szabálytalan alakú szemcsék. Valódi szilárd kristályok kaptak egy szabálytalan alakú, úgynevezett kristályokkal.
A teljes kristályosodási sebessége függ a fejlődés mindkét elemi folyamatokat. Ez határozza meg gócképződési sebességet (SOC) és a sebesség a kristálynövekedés ezekből központok (CP) (12.). Az értékek a SOC és a CP mértékétől függ túlhűtés. Amikor az egyensúlyi hőmérsékletet # 916; T = 0, SH = 0, CP = 0. A növekvő # 916; T növeli a különbséget a szabad energiáját az # 916; F = Fzh - TTV, és jó a mobilitás NW atomok és CP növekszik és eléri a maximális. Az ezt követő csökkentése az SOC és a CP miatt alacsonyabb a mobilitás a atomok, amikor a hőmérséklet esik. A kis értékei esetén a diffúziós koefficiense a folyadék bonyolult átrendeződése atomok a kristályrácsban a szilárd. A nagyon erős túlhűtés SOC és SR nullával egyenlő, és a folyadék nem kristályosodik ki, hanem alakítjuk amorf szervezetben.
Az igazi a fémek általában már csak a növekvő ágai görbék CP és SOC és a növekvő # 916; T növeli mind a folyamat sebességét.
Míg korábban az amorf állapot eléréséig csak sók, szilikátok, szerves anyagok, jelenleg nagy hűtési sebesség érhető el az idő-ispol'uet mations speciális technikák (több június 10 ° C / s), és egy üveges állapotú fémet. Metals üveges állapotban jellemzi speciális fizikai és mechanikai tulajdonságai.
Az arány a sebesség függ az eredete és fejlődése a gabona egyszeri intézkedéseket. Alacsony túlhűtés, például akkor, ha a fém öntenek a földes alakú, alacsony hővezető képességű vagy az alatt a fém Bask-alakú, a növekedési arány magas, a nukleációs sebesség viszonylag kicsi. Ebben az esetben a képernyő-Obra zuetsya viszonylag kis számú nagy kristályok.
a növekvő # 916; T esetében az olvadt fém öntve ho lodnye fém formákba való gócképződés sebessége növekszik chtoprivodit képződéséhez sok kis kristályok Cree.
A szemcseméret határozza meg nem csak a mértéke túlhűtött-CIÓ. Fontos szerepe van a hevítési hőmérséklet, és leadják a fém la, a kémiai összetétele, és különösen a szennyeződések jelenléte. Tényleges körülmények a folyékony fém spontán gócképződés kristályok nehéz. A forrás a nevelési-CIÓ embriók különböző szilárd: nemetalliche paraméteres zárványok, oxidok dezoxidálásból termékeket.
A nagyobb szennyeződéseket, annál több pontot, annál finomabb a gabonát. Néha, főleg a fém bevezetett anyagok, amelyek Cree-formamidból szemcsézettség finomítható. Ezt a műveletet az úgynevezett on-módosítást. Beadva a magnéziumötvözetben magnezit gabona csökken több, mint 10-szer 0,2-0,3 mm 0,01-0,02 mm. Módosítók acél alumínium, vanádium, titán; vas - magnézium.
Amikor a kristályosodás igazi tuskó és öntvények irány fontos szerepet játszik a hőelvezetést. Kristályosítás naetsya Nachi-falak, a öntőformába vagy öntőformákba. Az irány hőelvonás, t. E. merőleges a forma fala kristály gyorsabban növekszik, mint a többi irányból. Ebben a formában a tengelye az első sorrendben. Egyidejűleg az éleik bekövetkezik ábrázolásai magképző és a növekedés-merőleges második sorrendű tengelyeik, majd
harmadik és t. d. Ennek eredményeként Obra zuetsya-elágazó fás kristályok nevű dendrit.
Mivel a megszilárdulás folyamán kerül sor az úgynevezett szelektív kristályosítás, azaz a. E. Az első piros Oche megszilárdul tisztább Me-Tull, a szemcsék több oboga-scheny szennyeződéseket. A heterogenitás chi-dasági készítmény van a dendrit-ta úgynevezett dendritikus szegregáció. Ahhoz, hogy nagyobb mértékben, mint a többi elem, akkor vannak kitéve a szegregáció szén, kén és a foszfor.
3.Vopros: fázisátalakulások szilárd állapotban.
Fázis - homogén része a rendszer, amely elkülönül a többi része a rendszer (fázis) határoló felület, amelyen keresztül a kémiai összetételében vagy szerkezetében változás hirtelen.
Ha tiszta fém kristályosodási a rendszer tartalmaz két fázis: folyékony (olvadt fém) és egy szilárd (megszilárdult fém szemcsék). A szilárd-fázisú ötvözetek lehetnek finom fémszemcsék, és a gabonát a szilárd oldat a kémiai vegyület szemek. Sok fémet feloldunk folyékony állapotban egymásba bármilyen arányban. Ennek eredményeként a kioldódási képződött homogén folyékony oldat egyenletes eloszlását fématomok között más fématommal. Mivel az említett kölcsönhatás a gyakorlatban egyenletes eloszlását az ötvözet anyag, igénybe az olvadási. Egyes fémek, széles körben különböző méretű atomok, nem oldódnak a folyékony állapotban, és más fémek feloldjuk a folyékony állapotban korlátozott. A formáció a ötvözetek a szilárdulás folyamata lehetséges különböző komponensek kölcsönhatásba lépnek.
Ha a kristályosítás során kölcsönhatás erő atomok között homogén nagyobb az erő közötti kölcsönhatás eltérő atomok, kristályosítás után termelt mechanikus keverékét, szemcsékből álló tiszta fémek. Ebben az esetben a keményfém szemek vannak jelen egy tiszta fém, és a közelükben más finom fém gabona. Ez a forma a kölcsönhatás akkor jelentkezik, amikor egy nagy különbség a tulajdonságok szerepelnek a fémötvözet.
Egy másik formája közötti kölcsönhatás anyagok összetétele az ötvözet képződése a szilárd oldatok.
A szilárd oldatok - egy szilárd fázisú, amelyben az arány a komponensek változhatnak. A szilárd oldatot, valamint a tiszta fémek, az atomok, amelyek szabályosan rendeződnek a térben és a forma egy rács. Ebben különböznek a folyékony oldatok. Az egyik szilárd oldat alkotó anyagok az ötvözet megtartja a benne rejlő kristályrácsban, és a második anyag, amely elvesztette a kristályos szerkezet, eloszlik a kristályrácsban az első formájában az egyes atomok. Az első összetevő az oldószert, és a második - oldható. Jellegétől függően a eloszlásának atomok egy oldható elemek megkülönböztetésére a szilárd oldatok, szubsztitúciós és kivonás; függetlenül a szilárd oldat típusú közös bennük az, hogy léteznek egyfázisú és koncentrációtartományban. A szilárd oldatok jellemzi egy fém típusú kapcsolathoz.
A legkisebb méretei atomok bizonyos félfémek - hidrogén, nitrogén, szén, bór, fémek alkotják intersticiális szilárd oldatok. De ezek a tételek atomok 12b mérete kismértékben meghaladja a mérete az atomi távolság a kristályrácsban a fémek, így a formáció szilárd oldatok és rácsszerkezetű torzítás abban feszültségek keletkeznek. A koncentráció a szilárd oldat nem lehet magas. Ő ritkán haladja meg a 1-2% -ot. A szilárd oldatok egy oldható elem szubsztitúciós atomok elfoglalja a helyét az alapfém atomok. Idegen szubsztituálva lehet az oldószer atomot bármely helyen, azonban az ilyen megoldásokra van rendezetlen szilárd oldat. Méretek oldható atomok elem mindig különböznek az oldószert atom mérete (azok többé vagy kevésbé), így a formáció A szubsztitúciós szilárd oldat kristályrács metallara-stvoritelya torz, anélkül, hogy elveszítené a fő szerkezetét. Szubsztitúciós szilárd oldatok korlátos és határtalan. Az egyik feltétel a korlátlan oldhatóság - méret tényező. Minél nagyobb a különbség a atomrádiuszok, annál kisebb a oldhatósága.
A csökkenő hőmérséklettel a szubsztitúciós szilárd oldatok az a folyamat, újraelosztása alkilcsoport, amelyben atomok oldott anyag elem szigorúan foglalnak bizonyos helyeken a rács az oldószer. Az ilyen szilárd oldatok nevezzük rendezett szilárd oldatok, és szerkezet - felépítmény.
Egyes elemek megváltoztatják kristályos szerkezetét változásától függően környezeti feltételek - hőmérséklet és a nyomás. A szilárd állapotban lítium, molibdén, van egy test-középpontos köbös rács; alumínium, ezüst, arany, platina - lapközepes, és magnézium, cirkónium - hatszögletű. Amikor a hőmérséklet-változás lehet, hogy ugyanaz a fém lesz stabil rács, mint ami volt különböző hőmérsékleten. Ezt a jelenséget nevezzük polimorfizmus. Minden típusú rács allotropic módosítását vagy módosítása. Amikor polimorf átalakulások fémek elsődleges fontosságú a hőmérséklet. Allotropic átalakítás egyik formából a másikba történik állandó hőmérsékleten, az úgynevezett polimorf átalakulási hőmérséklet, és kíséri termikus hatás, hasonló a jelenségek a megszilárdulás vagy olvasztásos-párolgás-kondenzáció. Ez annak köszönhető, hogy szükség van egy bizonyos energia költségek a szerkezetátalakítási kristályrács.