Cтраница 3
Однако условия теплообмена в аппаратах для зонной и направленной кристаллизации обычного типа ограничивают их производительность. Указанное ограничение снимается, если создать условия теплообмена, при которых плотность теплового потока имеет тождественное значение во всех точках поверхности фронта кристаллизации в любой фиксированный момент времени. [31]
Проведенные в лаборатории технологической прочности многочисленные исследования показали, что в подавляющем большинстве случаев в качестве расчетной схемы для определения среднестатистической формы и взаимного расположения кристаллитов можно принимать условие ортогональности осей кристаллитов к поверхностям семейств фронтов кристаллизации. Исходя из этого, уравнения пространственных осей кристаллитов находят как уравнения ортогональных траекторий к семейству поверхностей, образованному поступательным смещением поверхности фронта кристаллизации вдоль оси ОХ. [32]
В литературе описаны различные попытки получения решений задачи о движении фронта превращения. При анализе процессов затвердевания расплавов, однако, вводятся условия, отличные от задачи Стефана и приближающие задачу кристаллизации к реальным условиям технологических процессов. На поверхности фронта кристаллизации помимо кондуктивного теплообмена с расплавом учитывается теплообмен за счет конвективной теплоотдачи. [33]
Соотношение между скоростью кристаллизации ( в общем случае - скоростью вытягивания) и исходной концентрацией примеси занимает особое место при изучении структуры слитка. В зависимости от этого соотношения реализуется либо гладкая форма поверхности фронта кристаллизации, либо ячеистая, которая может вырождаться в ячеисто-дендритную и дендритную. Гладкая форма поверхности фронта кристаллизации в соответствии с нашей терминологией приводит к гладкой структуре слитка, при которой слиток является монокристаллическим или состоит из крупных блоков. Ячеистая форма поверхности фронта кристаллизации соответствует ячеистой структуре слитка. Ячеистую структуру, так же как и ячеисто-дендритную и дендритную, часто называют субструктурой. [34]
Отмечалось, что в зависимости от геометрии поверхности раздела твердой и жидкой фаз может нарушаться механическое равновесие сил, обусловленных поверхностным натяжением, и способствовать тем самым возникновению дефектов в виде дислокаций. Приводится решение ( см. рис. 35), которое позволяет в зависимости от радиуса кристалла определить форму поверхности фронта кристаллизации, наиболее благоприятную с точки зрения действия механических сил. [35]
Жидкость на границах между ячейками обогащена примесями, понижающими температуру ликвидуса. Из-за уменьшения переохлаждения замедляется скорость роста пограничных участков ячеек и структура их грубеет, В продольных сечениях эти участки имеют веерное строение. Оно связано с изменением формы фронта кристаллизации и обусловлено тем, что вектор максимальной скорости роста эвтектических фаз нормален к поверхности фронта кристаллизации. [36]
Существенным ограничением такого подхода является пренебрежение воздействием скорости роста кристалла на процессы переноса импульса, массы и тепла. Гидродинамика в таком подходе рассчитывается независимо от процессов тепло - и массопереноса и движения фронта кристаллизации, она является первичным фактором, определяющим параметром для определения процессов тепло - и массопереноса. Кроме того, процессы конвективного н тепло - и массопереноса, как правило, рассматриваются независимо друг от друга, что приводит к независимой постановке граничных условий как вдали от кристалла, так и непосредственно у поверхности фронта кристаллизации. [37]
Соотношение между скоростью кристаллизации ( в общем случае - скоростью вытягивания) и исходной концентрацией примеси занимает особое место при изучении структуры слитка. В зависимости от этого соотношения реализуется либо гладкая форма поверхности фронта кристаллизации, либо ячеистая, которая может вырождаться в ячеисто-дендритную и дендритную. Гладкая форма поверхности фронта кристаллизации в соответствии с нашей терминологией приводит к гладкой структуре слитка, при которой слиток является монокристаллическим или состоит из крупных блоков. Ячеистая форма поверхности фронта кристаллизации соответствует ячеистой структуре слитка. Ячеистую структуру, так же как и ячеисто-дендритную и дендритную, часто называют субструктурой. [38]
Построение кривой распределения с полным отбором пробы означает, что слиток после направленной кристаллизации разделывается на части, и в каждой части определяется содержание примеси. Этот способ уже рассмотрен в гл. I, где предполагалось, что фронт кристаллизации плоский и расположен рерлендикулярно продольной оси слитка. Иными словами, поверхность фронта кристаллизации и поверхность при разделке слитка на части совпадают. А если фронт кристаллизации расположен иначе. Очевидно, что и здесь для обеспечения соответствия кривой распределения распределению примеси при направленной кристаллизации необходимо, чтобы форма сечения при разделке слитка на части соответствовала форме фронта кристаллизации, когда он находится в месте данного сечения. Для пояснения на рис. 11.20 линиями 1 - 4 показаны последовательные положения фронта кристаллизации при затвердевании слитка. [39]