Направленная кристаллизация - эвтектика
Cтраница 1
Направленная кристаллизация эвтектик является одним из перспективных способов создания композиционных материалов с требуемыми структурой и свойствами, поскольку, с одной стороны, базируется на использовании достаточно широко известной в технике технологической операции - кристаллизации жидкости в условиях контролируемого теплоотвода, а с другой стороны, позволяет управлять структурными параметрами - морфологией и взаимной ориентацией фаз, а также их дисперсностью. [1]
Во время установившейся стадии направленной кристаллизации эвтектики плоский фронт совместного роста двух фаз может локально нарушиться. Это вызывает рост в направлении неплоского фронта кристаллизации и приводит к образованию колоний или ячеистой микроструктуры. Указанное нарушение плоского фронта связывается с явлением переохлаждения на поверхности раздела, вызванного примесями. [2]
Изучены особенности сегрегации микрокомпонентов при направленной кристаллизации водно-солевой эвтектики на основе CsJ. Показано, что этот процесс может быть использован для глубокой очистки CsJ от примесей различной природы. [3]
Часть этих ограничений удается устранить при направленной кристаллизации водно-солевых эвтектик и кристаллогидратов ( см. гл. [4]
В таких вариантах кристаллизационного концентрирования, как направленная кристаллизация водно-солевых эвтектик и экстракционная кристаллизация, важную роль играют процессы химического и электрохимического взаимодействия примесей с растворителем ( водой) или расплавленным экстрагентом. Здесь, как и в некоторых других случаях, концентрирование является физико-химическим, что лишь подтверждает взаимодополняющий характер физических и химических методов аналитического обогащения. [6]
В работе [186] высказано предположение, что при направленной кристаллизации эвтектик примеси локализуются на поверхности кристаллических зерен. Авторы статей [187] показали, что вхождение примесей в твердую фазу при направленной кристаллизации органических эвтектик обусловлено захватом маточного раствора растущим слитком. Обе предложенные модели реализуются при конечной скорости роста, тогда как при / 0 величины k должны обращаться в нуль. Данные рис. 54 позволяют предположить, что при направленной кристаллизации ВСЭ выполняется одна из указанных моделей. В этом случае для описания зависимостей k от / нельзя воспользоваться уравнением ( 36), поскольку при / 0 1п ( 1 / / с-1) стремится к бесконечности. Параметры этого уравнения дают оценки 8 / D / / 10 4 с-см 1) 0 4, 0 5, 0 6, 0 9 и 1 2 для RbNO3 KBr, KC1, КНСО3 и КН2РО4 соответственно, тогда как k0 равно нулю для всех указанных ВСЭ. [7]
Волокнистые структуры из расплава могут быть получены путем регулирования процесса затвердевания двумя способами: направленной кристаллизацией эвтектики и направленным ростом дендритных кристаллов. Направленность кристаллизации может быть осуществлена, например, путем медленного вытягивания тигля с расплавленным металлом из нагретой зоны печи. [8]
Из еще не реализованных, но, по-видимому, перспективных вариантов техники кристаллизационного концентрирования или очистки следует упомянуть центробежную и экстракционную направленную кристаллизацию водно-солевых эвтектик. В первом случае можно ожидать полного разделения эвтектики при умеренных скоростях кристаллизации с одновременным повышением эффективности концентрирования, во втором-становится возможным сочетание управляемой кристаллизации с экстракцией примесей в органическую фазу в виде хелатов, га-логенидных комплексов и ионных ассоциатов. Представляет интерес развитие метода центробежной направленной кристаллизации с сорбцией примесей на твердом коллекторе. [9]
ЦНК Csl показывают, что этот вариант направленной кристаллизации может быть использован для аналитического концентрирования указанных микропримесей ( наряду с направленной кристаллизацией эвтектики Csl - H2O, рассмотренной в гл. Об этом свидетельствует, в частности, наличие широкой квазиравновесной области на зависимости / сцнк - / для Li и К и постоянство значений / сцнк Для К вплоть до весьма низких начальных относительных содержаний этой примеси. Существенно и то, что в квазиравновесной области / сцнк для Li и К значительно ниже, чем k0 для тех же примесей в отсутствие поля. [10]
Поскольку обе твердые фазы растут одновременно перпендикулярно поверхности раздела расплав - твердое тело, они фактически параллельны друг другу. Таким образом, сам процесс направленной кристаллизации эвтектики обеспечивает развитие направленной микроструктуры. [11]
Достигнутые значения С сравнимы с получаемыми при использовании для концентрирования направленной кристаллизации эвтектики Csl - H2O, которая характеризуется весьма низкими значениями коэффициентов распределения микропримесей. Сравнение ВНК и ЦНК показывает, что наложение поля центробежных сил дает возможность в 4 раза снизить затраты времени на концентрирование и значительно повысить его эффективность. [12]
За последнее десятилетие металлурги, используя природу процессов кристаллизации эвтектических сплавов, получили новый вид материалов, состоящих из направленно расположенных взаимопроникающих друг в друге фаз. Анизотропные двухфазные микроструктуры получают естественным путем ( in situ) методом направленной кристаллизации эвтектик, поэтому этот класс материалов получил название естественных композиционных материалов. В указанных исследованиях определены некоторые важные характеристики направленных эвтектик, которые обусловили повышенный интерес к их усовершенствованию. Эти особенности включают наличие высокопрочного компонента, хорошей связи между фазами, сохранение прочности при температурах, близких к точке плавления эвтектики, и хорошую стабильность фазы при высоких температурах. В данной главе главным образом будут рассмотрены важные высокотемпературные свойства естественно получаемых направленных структур. [13]
В работе [186] высказано предположение, что при направленной кристаллизации эвтектик примеси локализуются на поверхности кристаллических зерен. Авторы статей [187] показали, что вхождение примесей в твердую фазу при направленной кристаллизации органических эвтектик обусловлено захватом маточного раствора растущим слитком. Обе предложенные модели реализуются при конечной скорости роста, тогда как при / 0 величины k должны обращаться в нуль. Данные рис. 54 позволяют предположить, что при направленной кристаллизации ВСЭ выполняется одна из указанных моделей. В этом случае для описания зависимостей k от / нельзя воспользоваться уравнением ( 36), поскольку при / 0 1п ( 1 / / с-1) стремится к бесконечности. Параметры этого уравнения дают оценки 8 / D / / 10 4 с-см 1) 0 4, 0 5, 0 6, 0 9 и 1 2 для RbNO3 KBr, KC1, КНСО3 и КН2РО4 соответственно, тогда как k0 равно нулю для всех указанных ВСЭ. [14]
Комбинированные методы представляют собой последовательное или параллельное применение первых трех методов. Волокна в большинстве случаев вводят в металлический композит в твердофазном состоянии за исключением эвтектических композиционных материалов, в которых армирующая фаза ( волокна и пластины) образуется из расплава в процессе направленной кристаллизации эвтектик. [15]
Страницы: 1 2