Кристаллы новые фазы

Как показал Г. В. Курдюмов, своеобразие процесса превращения аустенита (твердый раствор углерода в 7-Ре) в мартенсит состоит в том, что кристаллы новой фазы образуются путем одновременного (кооперативного) смещения атомов — основы старой фазы (7-Ре) — относительно друг друга на очень малые расстояния, не превышающие периода кристаллической решетки. Такое смещение атомов в некоторых областях старой фазы приводит к микроскопическим изменениям, выражающимся в образовании [c.388]

Перечисленные особенности в морфологии кристалла не могут найти убедительного объяснения в рамках обычных представлений о термодинамике фазовых превращений. В самом деле, форма кристалла новой фазы обычно связывается с его поверхностным натяжением. Такая точка зрения приводит к выводу, что выделение новой фазы должно всегда иметь форму правильного многогранника [149]. При этом остаются непонятными наиболее интересные и наиболее распространенные случаи, когда выделения имеют форму пластин или игл (такие формы не могут быть объяснены чисто кинетическими причинами, так как пластинчатые и игольчатые включения существуют в течение времен, достаточных для достижения равновесных форм). Еще более непонятным представляется существование правильных сеток, образуемых выделениями если пользоваться классическими представлениями термодинамики фазовых превращений, то свободная энергия любой двухфазной системы зависит от суммарных объемов каждой из фаз и от площади границ включений и не зависит от их взаимного расположения. В такой ситуации распределение включений должно быть хаотическим. [c.193]

Другой механизм снятия напряжений — образование систем дислокаций несоответствия — вряд ли возможен, так как он может действовать только для достаточно больших кристаллов новой фазы [209]. [c.252]

Образование первых кристаллов новой фазы можно также наблюдать визуально, а начало плавленпя определяется по изменению электропроводности [56]. [c.225]

Изучая механизм некоторых реакций в твердой фазе и их роль в процессах приготовления активных контактов, С. 3. Рогинский установил, что, вопреки общепринятым взглядам, образование кристаллов новой фазы не является первичным процессом реакции ...ему предшествуют ускользавшие от внимания исследователей весьма важные этапы. Процессы начинаются с удаления из решетки твердого тела отдельных атомов и молекул, приводящего к появлению молекулярно-пористых тел, образующих псевдоморфозы по исходным кристаллам. Промежуточное появление молекулярно-пористых и коллоидно-пористых тел играет существенную роль в захвате твердым телом посторонних примесей и добавок при их генезисе, что существенно для практики приготовления контактов . [c.115]

Ориентированной кристаллизацией будем называть процесс роста кристаллов, при котором возникающие кристаллы новой фазы закономерным образом ориентированы относительно кристаллов исходной фазы. Если имеет место ориентированное нарастание слоев на кристаллической поверхности, то такое явление принято называть эпитаксией. По аналогии ориентированные выделения, образующиеся в объеме, например при старении, эвтектоидном распаде и т. д., следует называть э н д о- [c.5]

Для изучения эпитаксических соотношений между решетками сплава и окислов приготовлялась монокристаллическая пленка а-латуни (гл. 3, п. 2). Изучение окисления проводилось непосредственно в камере электронографа, что давало возможность непрерывно наблюдать изменения структуры при нагреве. Окисление образцов в вакууме 2-10 мм рт. ст. привела к образованию при 300° С ориентированной пленки закиси меди, а при 450° С — окиси цинка. В интервале между 300 и 450° С в пленке сосуществуют оба окисла, а выше 450° С закись полностью диссоциирует. Из табл, 40 видно, что при окислении а-латуни ориентировки закиси меди в общем совпадают с результатами окисления чистого металла, тогда как ориентировки окиси цинка существенно отличаются. Это обстоятельство можно было предвидеть, так как решетка сплава аналогична решетке чистой меди (за исключением небольшой разницы параметров), но существенно отлична от решетки Zn. Подчеркнем, что при образовании гексагональных кристаллов новой фазы на кубических кристаллах матрицы, как и в других случаях окисления, направления максимальной упаковки в сопрягающихся плоскостях обеих фаз совпадают. [c.190]

Механизм возникновения текстур зарождения может быть объяснен следующим образом. При образовании кристаллического зародыша иа изотропной подложке в соответствии с условием минимума поверхностной энергии атомы зародыша располагаются на подложке преимущественно с образованием грани с высокой ретикулярной плотностью, которая и определяет текстуру зарождения. При образовании кристалла новой фазы на подложке появляются новые поверхности торцовые грани кри-238 [c.238]

Опыт показывает, что это положение неверно. После закалки предварительно перегретой стали с крупным зерном от температуры несколько выше Лсз обнаруживается ориентационная связь исходной и конечной структур. Оказывается, что при нагреве крупнозернистой стали выше Асз несмотря на прохождение фазовой перекристаллизации получается сталь со следами первоначальной структуры. Это явление связано с наличием внутризеренной текстуры, возникающей вследствие ориентированной перестройки решетки исходной фазы в аустенит. Из-за наличия такой текстуры образовавшаяся область кристаллов новой фазы ведет себя как крупное зерно исходной структуры. Для ликвидации внутризеренной текстуры, создающей серьезные трудности при термической обработке, можно применить многократную перекристаллизацию. Тогда, вследствие несовершенства ориентировки, каждый цикл перекристаллизации вызывает нарушения ориентационной связи, что в конце концов приводит к полной дезориентации структуры. Другой способ разрушения текстуры состоит в нагреве стали до температуры на 100—200° С превышающей Асз, которая соответствует началу рекристаллизации аустенита после фазового наклепа [55]. [c.340]

Последний тип выделений, обнаруженный Агеевым [95], при исследовании сплавов Ag—Си получил название двухфазного распада при распаде в твердом растворе возникают участки с конечной концентрацией, но остальная часть твердого раствора в этот момент не испытывает распада. При таком механизме возникший кристалл новой фазы далее практически не растет (до начала коагуляционных явлений), а развитие процесса происходит за счет образования новых кристаллов. Каждый возникший кристалл окружен объемом твердого раствора, в котором распад прошел до конца, остальная же часть твердого раствора остается в метастабильном состоянии. Таким образом, если при обычном процессе выделения состав твердого раствора меняется постепенно, то при двухфазном распаде он изменяется скачком. При этом исходный и конечный твердый растворы ведут себя как [c.349]

Распад твердых растворов, как и прочие гетерогенные реакции, происходит в два этапа 1) образование зародышей новой фазы, 2) процесс роста кристаллов новой фазы. Уже отмечалось, что процесс образования зародышей может быть описан как серия последовательных бимолекулярных реакций и носит статистический характер. Кинетика реакций в пересыщенных твердых растворах, очевидно, зависит от скорости диффузии компонентов, которая в свою очередь зависит от природы, концентрации и распределения дефектов. Места крупных нарушений в кристаллах, например области, окружающие дислокации, являются местами наибольшего скопления примесей, где энергия активации их диффузии примерно в два раза меньше, чем в здоровых частях кристалла. Поэтому можно считать, что местами преимущественного выделения частиц новой фазы будут места нарушений кристаллической решетки дислокации, границы зерен, области скопления вакансий или примесей. [c.375]

Необходимость образования трехмерного зародыша в этом случае отпадает и увеличение размеров кристалла новой фазы осуществляется через возникновение и рост двухмерных зародышей. Иначе говоря, ориентирующее действие сил поверхностных атомов кристалла настолько велико, что осаждающиеся из расплава частицы могут не обладать энергией, необходимой для образования трехмерного зародыша. [c.391]

В рассмотренном случае действительно имеет место автокатализ. Появление Си и Ni облегчает рост кристаллов новой фазы. Кроме того, благодаря заметному различию параметров [c.600]

Пересыщенные растворы — это неустойчивые системы тем не менее в ряде случаев их можно хранить в течение достаточно длительного промежутка времени. Для самопроизвольного выделения осадка необходима определенная степень пересыщения. Процесс в значительной мере облегчается в том случае, если в раствор внесена затравка — зародыши кристаллов новой фазы. Процесс выделения твердого при этом протекает за счет роста кристаллов. [c.136]

Основная масса синтетических алмазов производится во всем мире по первому методу, т.е. при высоких статических давлениях. Отрицательной чертой второго метода является кратковременность действия высоких давлений и температур, из-за чего зародившиеся кристаллы новой фазы /гишены возможности длительного роста и образуют поэтому весьма мелкие частицы. [c.44]

Рассмотрены особеииости активного формирования крупных кристаллов новой фазы - графита в интервале темиератут)ы изменения химического состава нанодисперсных углеродных материалов. Исследования выполнены методами реитгеноструктурного анализа и электронной микроскопии на материалах, приготовленных на нефтяных коксах (содержание S от -0,5 до -2,5 масс.%). [c.195]

Г. В. Курдюмовым и советской школой металлофнзиков создана общепринятая в настоящее время теория мартен-Ситных превращений, как особого класса фазовых превращений. Общим с обычными фазовыми превращениями у мартснситных превращений является то, что они протекают путем образования и роста зародышей новой фазы внутри старой. Своеобразие же таких превращений, согласно Г. В. Курдюмову состоит в том, что оно ...состоит в закономерной перестройке решетки, при которой атомы не обме1шваются местами, а лишь смещаются один относительно другого на расстояния, ие превышающие межатомные . Г. В. Курдюмов показал, что мартенситные превращения не ограничиваются сплавами железо — углерод, а представляют собой широкий класс фазовых превращений. Так, мартенситные превращения характерны и для сплавов цветных металлов, например сплавов медь — алюминий, и являются одним из основных видов фазовых превращений в твердом состоянии. Так как при мартенситном превращении кристаллы новой фазы образуются путем согласованного кооперативного перемещения атомов старой фазы, то оно приводит сначала лишь к микроскопическим сдвигам кристалликов обеих фаз друг относительно друга. Ввиду малых расстояний, на которые перемещаются атомы при таком механизме превращения, его скорость не ограничивается скоростью диффузии. Следовательно, важная особенность кинетики мартенситных превращений состоит в том, что они являются бездиффузионными. Зародыши новой фазы при таких превращениях образуются с большой скоростью и могут возникнуть при столь низких температурах, при которых диффузия атомов практически не происходит. Например, образование мартенсита в углеродистых сталях наблюдается при температурах, немного более высоких, чем точка кипения жидкого азота (—195 °С). [c.517]

Различают гомогенную и гетерогенную электрохим. нукле-ацию, т. е. зарождение кристаллов новой фазы. Первая имеет место, напр., при восстановлении ионов в объеме р-ра с образованием коллоидных частиц, вторая - при восстановлении ионов,на пов-сти электрода. Зарождению кристаллов на пов-сти электрода может предшествовать образование слоев адсорбир. атомов (адатомов) осаждаемого в-ва, чаще всего металла. Возникновение моноатомных (иноща двух- и трехатомных) слоев происходит при электродных потенциалах, на неск. десятков мВ положительнее равновесного. Степень заполнения пов-сти адсорбир. аТомами влияет на скорость зарождения кристаллов нойой фазы (число зародышей в единице объема, образующихся за единицу времени). [c.430]

Зубов, анализируя данные по отжигу под высоким давлением, также пришел к выводу о существовании промежуточной фазы [83]. Обнаруженная им высокая скорость изотермического утолщения, по его мнению, связана с уменьшением поверхностной гиббсовой энергии Ое кристаллов новой фазы и малым энергетическим барьером движения концов макромолекул через кристалл. [c.65]

Перекристаллизация в твердом состоянии — изменение структуры вещества в результате полиморфного превращения. Происходит при пагреве или охлаждении в определенном интервале т-р (см. Поли.чорфизм). Обусловлена стремлением вещества перейти в состояние с миним. запасом свободной энергии. Зачастую представляет собой диффузиоппый процесс, сопровождающийся значительными по величине атомными перемещениями и изменением хим. состава фаз. Исключение составляют мартенситные превращения в некоторых металлах и сплавах, где П. в т. с. протекает боздиффузионно. В соответствии с общими законами фазовых превращений П. в т. с. происходит путем образования центров (зародышей) кристаллизации и роста кристаллов новой фазы. Важное значение при этом имеет принцип ориентационного и размерного соответствия. Согласно этому принципу, образование центров новой фазы и их рост происходят таким образом, что кристаллические решетки исходной и повой фаз сопрягаются теми атомными плоскостями, где различия в расположении ато- [c.156]

Перестройка кристаллической решетки, сопровождающая полиморфное превращение твердого тела, обычно характеризуется деформацией превращ№ия е , т.е. той геометрической деформацией, которая переводит элементарную ячейку исходной фазы в элементарную ячейку новой фазы (в нашем случае мартенсита). Образование кристалла новой фазы в некорой макроскопической области сопровождается изменением объема и формы этой области, описываемым тензором Если указанная область находится внутри исходной фазы (а именно так обычно и развивается превращение в твердых телах), то в кристалле и в окружающей его исходной фазе возникают поля деформаций и напряжений, зависящих от и формы превращенной области. Стремление понизить энергаю собственного упругого поля приводит к разбидаию новой фазы на сдвинутые или повернутые друг относительно друга области — домены. Ситуация с возникновением деформационных доменов совершенно аналогична ситуации в ферромагнетиках и сегнетоэлектриках, где образование доменов приводит к уменьшению магнитной или электрической энергии кристалла. [c.143]

Химический распад, обусловленный термодинамической нестабильностью 3S ниже температуры 1523 К его развитию способствуют медленное охлаждение клинкера в. интервале температуры 1473 до 1373 К, присутствие в материале большого количества MgO (>3%) и FeO, коррозия (резорбция) нестабильных кристаллов расплавов в изменяющихся температурных условиях Захват примесей в процессе быстрого роста кристалла (при неоднородном распределении расплава в массе зерна клинкера) и при срастании кристаллов (при длительном пребывании материала в зоне спекания и др.) выделение кристаллов новых фаз в массе кристаллов алита в результате распада твердых растворов с КагО, К2О, АЬОз, MgO, Ti02, Р2О5, СГ2О3, SO3 и т. п., вызываемого медленным охлаждением клинкера с восстановительными условиями при обжиге и охлаждении [c.239]

Ряд макромолекулярных кристаллов может существовать в различных полиморфных состояниях (разд. 2.4). При любой заданной температуре стабильна лишь одна полиморфная кристаллическая структура. Метастабильные полиморфные кристаллические структуры при отжиге в соответствующих условиях путем фазовых переходов в твердом состоянии превращаются в стабильные полиморфные структуры. Протекающие при различных температурах обратимые переходы между полиморфными структурами влияют на изменения, которые происходят при отжиге и выражаются в увеличении подвижности. Хотя эта возросшая подвижность может привести к уменьшению числа дефектов, часто при этом наблюдается процесс разрушения кристаллических зерен или образования муль тип летных двойников, вызванный наличием напряжений, которые возникают в процессе перехода из-за геометрических ограничений. Механизм зарождения и роста новой фазы в кристалле был рассмотрен Делингером [28]. Основная движущая сила перехода в новую фазу - более низкая свободная энтальпия этой фазы. Однако образование зародыша новой фазы и, возможно, также дальнейший его рост связаны с появлением значительной положительной энергии деформации (свободной энтальпии), которая распределяется между существовавшими кристаллами, новой фазой и меж фазными областями. Если существует вторая метастабильная <ристаллическая структура с промежуточной свободной энтальпией, обладающая близкими к исходной метастабцльной структуре геометрическими соотшениями, т.е. если она обладает более низкой [c.457]

Соосаждение по типу 1.2.2 может происходить при пересыщении материнской фазы относительно нескольких кристаллизантов, но при облегченном образовании центров выделения одного из нр1х. Фаза этого кристаллизанта выделяется первой и становится основной (матрицей). Остальные фазы выделяются в объеме или на поверхности матрицы. Каждая из них может захватывать примесь, как описано в разделе 2.1. Однако характер распределения примеси в системе определится, в основном, взаимным расположением выделяющихся фаз. В зависимостп от расположения фаз захват примеси по типу 1.2.2 можно разделить на два вида захват при образовании новых фаз иа поверхности матрицы и захват при образовании новых фаз в объеме матрицы. Первый вид захвата возможен при значительных различиях в скоростях осаждения основной и остальных фаз, когда второй и последующие кристаллизанты осаждаются после завершения выделения первого. Второй вид захвата должен наблюдаться при меньших различиях в скоростях осаждения крпсталлп-зантов за счет формирования кристаллов новых фаз на поверхности матрицы с последующим замуровыванием этих фаз в ее объеме, а также за счет образования и роста новых фаз непосредственно в объеме матрицы. Первый вид можно распознать по изменению адсорбционных свойств и экзоэлектронной эмиссии матрицы в процессе соосаждения, а также по преимущественному растворению кристаллов новой фазы под действием растворителей. Второй вид можно характеризовать постепенным переходом новой фазы нз осадка в раствор по мере растворения матрицы. [c.34]

Изучение некоторых из перечисленных выше процессов выявило, что кристаллы новой фазы образуются с определенной ориентацией относительно матрицы, т. е. имеет место эндотаксия — ориентированное выделение. [c.317]

Изменение объема и формы зависит от кристаллографиче-1СКИХ особенностей процесса и от взаимодействия превращенного участка с окружающей исходной фазой. Это изменение, являющееся результатом взаимного приспособления кристаллов новой фазы и матрицы исходной фазы, происходит как вследствие однородной упругой, так и пластической деформации путем двойникования или скольжения в малых по величине участках мартенсита. При этом деформация решетки, возникающая путем простых перемещений атомов, однородна лишь в очень малой области отдельной пластины, и наблюдаемое расхождение меж- [c.330]

Возникновение и рост зародыщей новой фазы обусловливает появление упругой энергии, что в свою очередь влияет на последующий рост кристаллов. На ьримере мартенситных превращений было показано, что когда возникающие напряжения превыщают предел упругости и вызывают пластическую деформацию, регулярный рост нарущается. В дальнейщем рост кристаллов новой фазы требует больщой подвижности атомов и при температуре более низкой, чем температура рекристаллизации, практически не имеет места. [c.336]

Возникающие зародыши закономерно ориентированы по отношению к материнской фазе. Наличие ориентировок ме.жду кристаллами фаз является закономерностью весьма общего характера. Это легко понять из энергетических представлений. Согласно Конобеевскому [см. 56], форма и ориентировка зародышей новой фазы при выделении в анизотропной среде должны соответствовать минимуму поверхностной энергии при данном объеме, а минимум поверхностной энергии обеспечивается при максимальном сходстве в расположении атомов на соприкасающихся гранях старой и новой фаз. Ориентированное выделение кристаллов новой фазы в ряде случаев является энергетически выгодным также вследствие того, что перестройка решетки связана с относительно небольшими перемещениями атомов. 336 [c.336]

Долгое время существовала неправильная точка зрения, что при перестройке рещетки, осуществляемой по диффузионному механизму, ориентированные кристаллы новой фазы возникают лишь при охлаждении, тогда как при нагреве кристаллы новой фазы после фазового превращения ориентируются произвольно. Это представление, противоречащее теории образования зародышей новой фазы на анизотропной подложке, было опровергнуто в работах Садовского с сотрудниками [55]. Ниже на при-хмере сталей мы покажем, что наличие ориентационных связей между фазами при нагреве и охлаждении имеет очень важное практическое значение. [c.340]

Рассматриваемые реакции по классификации Дельмона [3] относятся к типам 51 = 52 + 0 и 51 + Сл1 = 52 + 02 (5 — твердое тело, О — газ). Как указывалось выше, возникновение новой фазы происходит через стадию образования зародышей, которая является первым этапом любой топохимической реакции. В твердом теле такими зародышами являются субмикроскопические кристаллы новой фазы, имеющие строение ее кристаллографической решетки. Механизм возникновения зародышей не очень ясен. Считается, что они образуются за счет статистической флуктуации колебаний атомов вокруг валентных связей или передвижения атомов у дефектов решетки исходной фазы (вакансий, дислокаций). Движущей силой зародышеобразования является тепловая энергия, а появление их определяется условиями термодинамического равновесия. Зародыши могут образовываться как в объеме, так и на поверхности исходной твердой фазы. Рассматриваемые реакции относятся к классу процессов, ироисходяших по механизму зародышеобразования на поверхности твердого реагента. [c.180]

Повышение температуры разложения ускоряет все этапы процесса и в частности диффузионные перемещения ионов, необходимые для возникновения и роста кристаллов новой фазы. Вследствие этого с ростом температуры увеличивается общая скорость диссоциации, сокращается индукционный период и максимум скорости сдвигается к оси ординат. На рис. 127, заимствованном из работы С. 3. Рогинского и Т. Ф. Целлинской [108], показано влияние температуры на ход кинетических кривых, полученных для разложения Ni Os прн одном и том же давлении СОг. [c.411]