Металдардың кристалдану механизмі мен заңдылықтары
Сұйық металда температура лайықты төмендеуінің салдарынан кіші кристалдар - кристалдану орталықтары немесе түйіршіктер құрыла бастайды. Алдымен олардың өсуіне қажетті металдың бос энергиясы азаюы қажет, болмаған жағдайда түйіршіктер еріп кетеді. Түйіршіктердің еркін өсуіне қажетті ең аз өлшем сын өлшемі деп аталады, ал түйіршік - тұрақты.
3 - сурет. Қатты фазадағы түйіршіктің өлшемдерінің жүйе энергиясына тәуелділігі
Сұйық күй-жағдайдан кристалдық жағдайға өту сұйық пен кристалды бөлу беттерін қүруға арналған энергия шығындарын талап етеді. Кристалдану процесі жүзеге асады, егер де бөлу беттерін құруға арналған энергиядан қатты күй-жағдайға өтуде көбірек жоғалтатын болса, қатты фазадағы түйіршіктің өлшеміне байланысты энергияның тәуелділігі 3 - суретте келтірілген.
Кристалдану орталықтары бастапқы фазада бір-бірінен байланыссыз кездейсоқ орындарда қүрылады. Басында кристалдар дүрыс түрлі болып, бірақ басқа кристалдармен қағысу және бітіп кетуіне байланысты түрі бүзылады. Оның өсуі қоректенуші ортаға еркін мүмкіншілігі бар бағыттарда жалғасады. Кристалдану біткеннен кейін поликристалды дене алынады.
Үсақ түйірлі қүрылым алу шарттары
Ұсақ түйірлі құрылым алудың тиімді шарттары төмендегідей болады: кристалдану орталықтарының саны барынша көп және кристалдардың өсуінің жылдамдығы аз болуы тиіс.
Кристалдану кезінде түйірлердің өлшемі, дайын кристалдану орталықтарының міндетін атқаратын ерімейтін қоспалардың кішкентай бөлшектерінің санына тәуелді болады - тотықтар, нитридтер, сульфидтер. Кішкентай бөлшектер көбірек болса, кристалданған металдардың түйірлері солғүрлым үсағырақ болады. Калыптардың қабырғаларының тегіс болмауы, кедір-бүдырлар металдың кристалдану жылдамдығын үлкейтеді. Сүйық металдарға бөгде заттарды (модификаторларды) қосып, үсақ түйірлі қүрылымды алуға болады. Оны модификациялау деп атайды. Әсер ететін механизмімен бөлінеді:
1. Сұйық металда ерімейтін заттар - қосымша кристалдану орталықтары ретінде алынады.
2. Металда еритін, өсіп түрған кристалдардың беттерін қоршап, олардың өсуіне кедергі болатын белсенді заттар.
Достарыңызбен бөлісу: |
