Процесът на кристализация се състои от два основни процеса: 1) образуване на активни центрове; 2) кристален растеж от тези центрове.
При температури, близки до температурата на втвърдяване, течният метал се образува малки групи от атоми, така наречените колебания в която атоми са опаковани, както и в твърди кристали. От някои от тези колебания са произведени ембриони или раздробени сайтове. С увеличаване на степента на Недогряване на водата увеличава броя на зародиши сайтове, превръщайки-свързващо вещество за единица време.
Създадена около кристали зародиши да започне да расте. Едновременно с образуването на течна фаза на нови кристализационни центрове. Повишаване на общото тегло на втвърдения метал се дължи на появата на нови кристализационни центрове и поради растежа на съществуващите. Шофиране етапи за след последователните на процеса на втвърдяване е показана на фиг. 11.
Взаимно растеж на кристалите се дължи на неправилна форма на зърна. Реал твърди кристали, които са получили с неправилна форма, наречени кристали.
Общата честота на кристализация зависи от напредъка на двете елементарни процеси. Тя се определя от скоростта на зародиши (SOC) и скоростта на нарастване на кристалите от тези центрове (СР) (фиг. 12). Стойностите на SOC и КП, зависи от степента на преохлаждане. Когато температурата на равновесие # 916; Т = 0 и SH = 0, СР = 0. С увеличаване # 916; T увеличава разликата в свободните енергии на # 916; F = Fzh - TTV, и с добра подвижност СЗ атоми и CP расте и да се достигне максимална. Последващата редукция на SOC и поради CP за намаляване на мобилността на атомите, когато температурата пада. За малки стойности на коефициента на дифузия на флуида е сложна пренареждане на атомите в кристалната решетка на твърдото вещество. В много силна преохлажда SOC и SR са равни на нула и течността не кристализира, но се превръща в аморфна тялото.
За истинските метали обикновено реализира само растящите клонове на КП на криви и SOC и с увеличаване на # 916; T увеличава както скоростта процес.
Докато преди беше постигнато аморфно състояние само за соли, силикати, органични вещества, в момента висока степен на охлаждане се постига с време ispol'uet mations специални техники (по 10 юни ° C / S) и стъкловидно състояние метал. Метали в стъкловидно състояние се характеризират с особени физически и механични свойства.
Отношението на скоростта зависи от произхода и развитието на мерки за зърно работно време. При ниски преохлажда, например, когато металът се излива в пръстен формата с ниска топлопроводимост или под метал Bask-формата, скоростта на растеж е високо, скоростта на образуване на активни центрове е относително малък. В този случай, на екрана-Obra zuetsya сравнително малък брой големи кристали.
С увеличаване на # 916; T в случай на стопения метал се излива в хо lodnye метални форми, скоростта на образуване на активни центрове увеличава chtoprivodit до образуването на много малки кристали на кри.
Размерът на частиците се определя не само от степента преохлажда-ТА. Важна роля се играе от температурата на нагряване, и леене на метал ла, неговия химичен състав и по-специално присъствието на примеси. При действителни условия в течния метал спонтанна нуклеиране на кристали е трудно. Източникът на учебно-ционни ембриони са различни твърди вещества: nemetalliche-параметри включвания, оксиди, дезоксидация продукти.
По-големите примеси, толкова повече точки, по-фини зърното. Понякога, особено в метални въведени вещества, които кри-lization насърчаване издребняване на зърната. Тази операция се нарича по-модификация. Когато се прилага в магнезиеви сплави магнезит зърно се намалява с повече от 10 пъти от 0.2 - 0.3 mm 0.01 - 0.02 mm. Модификатори за стомана са алуминий, ванадий, титан; желязо - магнезий.
Когато кристализационни реални блокове и отливки посока играе важна роля за отвеждане на топлината. Кристализация от naetsya NACHI стени на леярската форма или форми. Посоката на отвеждане на топлината, т. Е. перпендикулярна на кристала плесен стена расте по-бързо, отколкото в други посоки. В тази форма на оста на първия ред. Едновременно с техните ръбове възниква представяне на нуклеофилно и растежа перпендикулярна втори ред им оси, след това
трети и т. д. В резултат Obra zuetsya-разклонена дървовидната кристали наречени дендрит.
Тъй като по време на втвърдяване се извършва така наречената селективна кристализация, т.е.. Е. В първия червен Oche втвърдява чист Me-Tull, границите на зърното повече oboga-scheny примеси. Разнородност хи-номически състав в рамките на дендрит-ТА наречен дендритни сегрегация. В по-голяма степен, отколкото другите елементи, вие сте обект на сегрегацията на въглерод, сяра и фосфор.
3.Vopros: фазови превръщания в твърдо състояние.
Фаза - хомогенна част на системата, която е отделена от останалите части на граничната повърхност система (фаза), през която химическия състав или промяната структура рязко.
Ако чист метал кристализация системата съдържа две фази: течни (разтопен метал) и твърдо вещество (втвърдени метални зърна). В твърда фаза сплави могат да бъдат фини метални зърна, и зърното на твърдия разтвор на зърна химично съединение. Много метали се разтварят в течно състояние в един от друг във всякакво съотношение. В резултат на разтваряне образува хомогенен течен разтвор с равномерно разпределение на метални атоми сред други метални атоми. Поради това взаимодействие на практика за равномерно разпределение на алуминиеви материали, се прибягва до тяхното топене. Някои метали, с различен размер на атома, не се разтварят в течно състояние, и други метали се разтварят в течно състояние е ограничен. При образуването на сплави в процеса на втвърдяване възможни различни компоненти взаимодействат.
Ако по време на кристализацията сила взаимодействие между атоми хомогенни по-голяма сила на взаимодействие между различни атоми, след кристализация произвежда механична смес, състояща се от зърна от чисти метали. В този случай, зърна карбид присъстват един чист метал и близо до тях други фини метални зърна. Тази форма на взаимодействие се появява, когато голяма разлика в свойствата, включени в метална сплав.
Друга форма на взаимодействие между веществата в състава на сплавта е образуването на твърди разтвори.
Твърдите разтвори - твърда фаза, в която съотношението между компонентите може да варира. В твърдия разтвор, както и в чисти метали, атомите са подредени редовно в пространството и образуват решетка. По този начин те се различават от течни разтвори. В един твърд разтвор на съставните вещества на сплавта запазва своята присъща кристална решетка, а второто вещество, което е загубил своята кристална структура, се разпределя в кристалната решетка в първата форма на отделните атоми. Първата съставка е разтворителят, а вторият - разтворим. В зависимост от естеството на разпределението на атоми на разтворим елемент разграничи твърди разтвори, смяна и изваждане; независимо от твърд разтвор типа общи за тях е, че те съществуват в еднофазни и гама от концентрации. За твърди разтвори, характеризиращи се с тип метална връзка.
Най-малките размери на атоми имат определени металоиди - водород, азот, въглерод, бор, метали, които образуват междинни твърди разтвори. Но тези елементи атома размер 12Ь леко надвишава размера на interatomic разстоянието в кристалната решетка на метали, така че образуването на твърди разтвори и решетка изкривяване тях възникват напрежения. Концентрацията на твърдия разтвор, не може да бъде висок. Тя рядко надвишава 1-2%. В твърди разтвори на разтворима елемент заместване атоми заемат мястото на неблагородни метали атоми. Външни атома могат да бъдат заместени с атоми разтворител при всяко място, обаче, такива разтвори се наричат нарушено твърд разтвор. Размери разтворими атома елемент винаги се различава от размера атом разтворител (те са повече или по-малко), така че образуването на заместващата твърд разтвор кристална решетка metallara-stvoritelya нарушена, без да губи своята основна структура. Заместващи твърди разтвори могат да бъдат обградени и неограничена. Едно от условията на неограничена разтворимост - фактор размер. Колкото по-голяма разлика в атомната радиуси, толкова по-ниска разтворимост.
С намаляване на температурата в заместители твърди разтвори е процесът на преразпределение на атома, в които атома на разтвореното вещество елемент строго заемат определени места в решетката на разтворителя. Такива твърди решения се наричат нареди твърди решения и тяхната структура - надстройка.
Някои елементи променят своята кристална структура, в зависимост от промените в условията на околната среда - температура и налягане. В състояние литий твърдо вещество, молибден, има тяло центрирана кубична решетка; алуминий, сребро, злато, платина - лице в центъра, и магнезий, цирконий - шестоъгълна. Когато промяната на температурата може да бъде, че същия метал ще бъдат по-стабилни решетка, различни от това, което беше при различна температура. Това явление се нарича полиморфизъм. Всеки тип решетка е алотропна модификация или модификация. Когато полиморфни трансформации метали първостепенно значение температура. Алотропна превръщане на една форма в друга се извършва при постоянна температура, наречен полиморфна температура трансформация и се придружава от термичен ефект, подобен на явленията на втвърдяване или топене изпаряване кондензация. Това се дължи на необходимостта от определена енергия разходи решетка реорганизация.
Свързани статии