Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
31-... (31 (Тепловой поток (Чтобы регулировать скорость движения фронта…
31-...
31
Тепловой поток
Чтобы регулировать скорость движения фронта плавления, нужно владеть контролем над градиентом температур.
Существует интересная формула, описывающая тепловой поток на границе раздела. Из неё можно получить максимальную скорость движения фронта
Существует несколько механизмов охлаждения: 1) передача тепла от твердой фазы к жидкой, 2) передача тепла изложнице, 3) излучение, 4) конвекция
Охлаждать металл можно с разной скоростью: как правило от нескольких тысяч до сотен тысяч единиц. Скорость влияет на дисперсность, гомогенность распределения примесей, образование неустойчивых фаз.
32
Механизмы
Сперва рассматривается изменение свободной энергии при присоединении атома к поверхности твердой фазы в зависимости от координационного числа. Построили график
Затем рассматривается три варианта затвердевания: 1) образование двумерного зародыша, 2) ступенчатый рост, 3) рост на шероховатой стенке (равномерный рост)
-
33
Нормальное затвердевание
-
в конце профиль немного видоизменяется из процессов диффузии, но не значительно
-
-
-
36
Рост основной ветви
В тех местах, где образовалась выпуклость в результате какой-то флуктуации пов. энергии, происходит дальнейший рост в этом направлении.
За счёт чего этот рост происходит: за счёт описанного в одном из предыдущих вопросах локального изменения температуры плавления. То есть у основания этого выпуклого места дальнейшая кристаллизация затруднена, а на его вершине облегчена.
37
Рост боковых ветвей
Вместе с ростом основной ветви, на ней начинают появляться боковые ветви.
Расстояние между боковыми ветвями также определяется из разности температур плавления. Что интересно, все последующие боковые ветви получаются чуть меньше ввиду общего нагрева расплава.
Потому расстояние между боковыми ветвями тоже заполняется. Это даже как-то по-особому называется: дендритная пористость.
-
39
Ячеистая структура
возникает небольшой бугорок. Вокруг этого бугорка кристаллизация происходит медленнее из-за выделившейся теплоты кристаллизации.
По большому счет, растет дендрит. Отличие в том, что такие бугорки превращаются в ячейки. Почему так происходит: из-за сегрегации примесей по бокам. Эти примеси мешают расти этимтипо-дендритам в бок.
40
Классификация ячеек
гравитационные, нормальные (по фронту в эвтектике), обратная(как в перитектике), ячеистая, межзеренная
41
Модификация эвтектик
Добавляем труднорастворимые мелкодисперсные включения, которые сохраняют твердое состояние какое-то время после того, как основная матрица уже расплавилась.
Это нужно для получения более мелкодисперсной структуры. У нас банально большее число центров кристаллизации, и зерна получаются более мелкими.
Есть другой подход: мы добавляем какое-то вещество, которое влияет на сам процесс роста кристаллов. Например, в систему алюминий-олово добавляем никель. Никель образует соединения с оловом, тем самым разрушая частицы химических соединений олова с примесями. Это препятствует развитию игольчатой структуры, которая ухудшает механические свойства.
-
-
