Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Норильский индустриальный институт»
Кафедра
Технологические машины и оборудование
Контрольная работа №1
по Материаловедению
Выполнила студентка группы
ММ-07(з) Андреева О.М. Шифр 07331
Проверила: Сарафанова А.Я.
Норильск 2010
1. Опишите условия получения крупнозернистой структуры при самопроизвольно развивающейся кристаллизации (используя теорию Тамманна)
Систематическое исследование процесса образования центров кристаллизации и их роста вначале на прозрачных органических веществах, а затем и металлах было проведено Г. Тамманом. Им установлена в общем виде зависимость между числом центров кристаллизации, скоростью роста и степенью переохлаждения. Однако более поздние исследования процессов кристаллизации, особенно исследования А. А. Бочвара, К. П. Бунина и др., показали ограниченное значение схемы Таммана для процесса кристаллизации реальных жидких металлов, поскольку они содержат нерастворенные (взвешенные) частицы, служащие центрами кристаллизации. Все же многие закономерности, установленные Тамманом на основе опытов, нашли качественное подтверждение в последующих работах и оказывайте полезными при анализе процессов кристаллизации.
Исследуя кристаллизацию прозрачных органических веществ при разных температурах, Г. Тамман установил, что число зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов определяются степенью переохлаждения. Зависимость число зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов от переохлаждения выражается кривой с максимумом. При теоретической температуре кристаллизации (л = 0) значения числа зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов равны нулю и процесс кристаллизации идти не может, что находится в полном соответствии с изложенным выше положением о необходимости переохлаждения для протекания процесса. С увеличением переохлаждения значения числа зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов возрастают, достигают максимума и затем понижаются; при больших величинах переохлаждения практически падают до нуля.
Увеличение числа зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов при малых степенях переохлаждения обусловлено тем, что вблизи равновесной точки (,) подвижность атомов велика и ускорение кристаллизации с увеличением степени переохлаждения вызывается увеличением разности свободных энергий жидкого и кристаллического состояний. Снижение числа зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста при больших степенях переохлаждения вызвано тем, что при больших переохлаждениях и, следовательно, при низких температурах подвижность атомов уменьшена, а тем самым уменьшена и способность системы к превращению. При больших степенях переохлаждения число зарождающихся в единицу времени кристаллов и скорость роста кристаллов становятся равными нулю, так как подвижность атомов уже недостаточна для того, чтобы осуществилась перестройка их из хаотического расположения в жидкости в правильное в кристалле.
Размер образовавшихся кристаллов зависит от соотношения величин скорости роста кристаллов и числа зарождающихся в единицу времени кристаллов при температуре кристаллизации, при данной степени переохлажден. ............
