Войти  |  Регистрация
Авторизация

Рост кристаллов аморфных сплавов



Общей особенностью первичной, полиморфной и эвтектической кристаллизации является термически активируемый рост кристаллов, В зависимости от типа кристаллизации рост является линейным или параболическим. Линейный рост идет с постоянной скоростью и наблюдается при эвтектической и полиморфной кристаллизациях. Скорость роста кристаллов Up определяется зависимостью:
Рост кристаллов аморфных сплавов

где Qp — энергия активации роста кристаллов, Дж/моль, предэкспоненциальный множитель U0[м/с] равен произведению 6v. Характеристическая частота v имеет тот же порядок, что и частота Дебая, δ — расстояние перескока через фронт кристаллизации, равно ~ 0,5 нм. Предэкспоненциальный множитель при этих условиях равен 5*10в3 м/с.
Параболический рост происходит при первичной кристаллизации, и скорость роста кристаллов Up определяется зависимостью
Рост кристаллов аморфных сплавов

где r — радиус кристалла, α — безразмерный параметр, зависящий от распределения элементов около фронта кристаллизации и химического состава сплавов. Методика определения α указана в ряде работ.
Параметр диффузии D определяется выражением
Рост кристаллов аморфных сплавов

Предэкспоненциальные множители и энергии активации диффузии указаны в табл. 20.
Характерной особенностью роста кристаллов являются большие величины энергии активации (порядка 10в2 кДж/ /моль) и предэкспоненциальных множителей (10в6—10в11 мс-1). Это не согласуется с моделью перескока отдельных атомов через межфазную границу между аморфной матрицей и кристаллами, что было отмечено в работах. Необходимы дальнейшие исследования роста кристаллов, так как попытка объяснить суть дела влиянием анизотропного роста кристаллов недостаточно обоснована.
Форма образующихся кристаллов весьма разнообразна. На начальных этапах кристаллизации образуются сферические кристаллы, по мере увеличения размеров сферические кристаллы часто перерастают в дендриты.
Полагая, что аморфная матрица изотропна, причиной образования дендритов при первичной и полиморфной кристаллизациях следует считать различие величин поверхностной энергии на разных кристаллографических плоскостях растущего кристалла.
В эвтектических смесях отмечалась высокая дисперсность обеих кристаллических фаз, из которых одна является матричной. Между обеими фазами имеются определенные ориентационные соотношения. При кристаллизации эвтектик, в близких к равновесию условиях, эвтектические смеси образуются при определенном соотношении компонентов. Увеличение скорости охлаждения при затвердевании до- и заэвтектических сплавов, близких по химическому составу к эвтектической точке, расширяет область эвтектических смесей, так как подавляется образование первичных кристаллов. У аморфных сплавов концентрационные интервалы эвтектической кристаллизации также широки. Например, эвтектическая кристаллизация аморфных сплавов железа с бором наблюдается при содержании бора от 17 до 24% (ат.).
Имеются различия полиморфной кристаллизации в сплавах типа металл — неметалл и металл — металл.
В сплавах типа металл — неметалл полиморфная кристаллизация наблюдается в узких интервалах концентраций и сопровождается образованием метастабильных соединений. Например, в аморфных сплавах системы Fe-B полиморфная кристаллизация имеет место при содержании от 24 до 26%, (ат.) В, в результате образуется метастабильная тетрагональная фаза Fе3В.
В сплавах типа металл — металл концентрационный интервал образования аморфных сплавов обычно шире, чем в сплавах типа металл — неметалл. Образующиеся кристаллические фазы имеют такую же структуру, как известные стабильные соединения этих систем, например, NiZr2 или Mg7Zn3. Метастабильность образующихся при полиморфной кристаллизации фаз проявляется в значительном отклонении от стехиометрического состава, причем ширина концентрационного интервала полиморфной кристаллизации перекрывают границы области гомогенной стабильной фазы в условиях равновесия.
Повышенная плотность дефектов, особенно двойников, отмечена в кристаллах, образовавшихся при полиморфной и эвтектической кристаллизациях.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent