Дендритный рост

Cтраница 4

Так как при кристаллизации переохлажденного расплава поверхность раздела фаз имеет выступы, то концентрационное переохлаждение создает благоприятные условия для роста именно этих выступов. Возникающие у выступов диффузионные потоки обедняют примесями вершины их и обогащают ими боковые грани. При достаточной протяженности зоны переохлаждения у кристаллов появляются ветви второго порядка, свойственные дендритному росту. На некоторой стадии роста столбчатых кристаллов последние порции расплава оказываются настолько концентрационно переохлажденными, что в них зарождаются новые кристаллы. [46]

Высокое пересыщение раствора способствует, очевидно, и образованию дендритных форм роста. К благоприятным условиям роста дендритов помимо высокого пересыщения относятся также отсутствие перемешивания, кристаллизация из вязких растворов, присутствие примесей - чаще всего поверхностно-активных веществ. При росте дендритов кристаллизующееся вещество постепенно может заполнять пространство между ветвями, поэтому конечные формы дендритного роста могут быть самыми различными - от компактных кристаллов до ежепо-добных - в зависимости от природы вещества и условий его роста. [47]

Зинера - Хиллерта, и вернуться снова к граничным условиям, использованным Хэмом. Наиболее полное исследование этой задачи, проведенное Хорвеем и Каном [ 41J, показывает, что точное решение можно получить в общем виде для частиц, имеющих форму эллиптических параболоидов, и что решения для частиц, растущих в виде игл или ден-дритов с круговым поперечным сечением, а также в виде дендритных пластин, являются частными случаями рассматриваемой задачи. Мы не можем здесь подробно останавливаться на этой работе ( которая применима также к случаю дендритного роста твердого тела из жидкой фазы), укажем лишь на одно важное ограничение. Неоднозначность решения уравнения диффузии показывает, что для достижения полной определенности в описании роста при указанных условиях необходимо ввести какие-либо дополнительные физические принципы; на основании одной лишь теории диффузии невозможно даже провести различие между ростом замкнутых частиц эллипсоидальной формы и ростом параболических дендритов. [48]

Развитие радиальной симметрии завершенного сферолита проходит через начальную стадию образования и роста других геометрических форм. Это наблюдалось при изучении сферолитов из мономерных веществ [83, 84] и неудивительно, что аналогичные механизмы обнаружены и для полимеров. Вначале возникают фибриллярные или иглоподобные кристаллы, которые затем удлиняются, разветвляясь или расходясь в виде веера по аналогии с дендритным ростом. Сферическая форма развивается постепенно; образованию ее предшествует появление листков, которые можно наблюдать в электронном микроскопе. Кроме того, если взаимные направления ответвления для всех кристаллитов вполне определенны, то в сферолите развивается также вполне определенный кристаллографический порядок. Само ответвление носит некристаллографический характер и должно зависеть от свойств поверхностей раздела кристаллитов. [49]

Существование решения, отвечающего сохранению формы частицы, еще не означает, что граница раздела будет устойчивой к различного рода возмущениям. Так, в тех случаях, когда какой-либо участок поверхности раздела выдвигается вперед и обгоняет соседние участки в росте, необходимо учитывать возможность того, что эта флуктуация будет возрастать, а не исчезать. В некоторых отношениях подобная ситуация очень сходна со случаем неустойчивой поверхности раздела между жидкой - и твердой фазами в момент начала дендритного роста. Проблема устойчивости поверхности раздела при превращениях в твердом состоянии очень сложна, однако Хэм показал, что неустойчивость формы не может быть результатом только условий диффузии. [50]

Менее сильно изменяет форму кристалла температура кристаллизации: ее влияние заключается в упрощении формы кристалла из-за ускорения испарения растворителя и увеличения; скорости кристаллизации. При изменении температуры возрастает влияние примесей на форму кристалла, изменяется также вязкость раствора, что приводит к почти полному прекращению конвекционных токов. В результате рост происходит только за счет диффузии вещества; растущая поверхность кристалла накапливает теплоту, выделяющуюся при кристаллизации и не имеющую выхода, рост продолжается преимущественно по вершинам и ребрам - образуются дендриты. Дендритный рост характерен также для кристаллизации в капле раствора, которая постоянно испаряется, переводя раствор в лабильное состояние. [51]

Как указывалось выше, при затвердевании чистых веществ возможны две структуры: плоская и дендритная. Точно такие же формы роста встречаются и при кристаллизации многокомпонентных расплавов. Плоский фронт наблюдается в тех случаях, когда при положительном градиенте температур в жидкой фазе отсутствует концентрационное переохлаждение. Дендритный рост возможен как при положительном, так и при отрицательном температурном градиенте. Кроме того, в первом случае возможен еще так называемый ячеистый рост кристаллов, возникающий при определенной величине концентрационного переохлаждения. [52]

Такая форма кристаллов способствует более быстрому рассеиванию теплоты. Заметим, что при десублимации выделяется значительное количество теплоты фазового превращения. В то же время паровая фаза является плохим проводником тепла. Дендритный рост кристаллов особенно характерен для процесса десублимации веществ в неподвижной паровой среде на охлаждаемых поверхностях. При десублимации хорошо перемешиваемой паровой фазы на охлаждаемых поверхностях часто наблюдается образование плоских дендритных кристаллов. Типичным примером такой десублимации является образование дендритных узоров на оконных стеклах. [53]

Время диффузии различно для различных кристаллографических граней, что обычно приводит к артефактам в слитках и влияет на распределение примесей. Многие другие факторы, включая характер распределения температурных градиентов в жидкости и твердом теле, концентрацию примесей, кристаллографическую ориентацию, поверхностные дефекты, форму межфазной границы роста, по-разному влияют на рост кристалла. Однако, если большая часть жидкости переохлаждена, влияние указанных факторов становится доминирующим. Например, дендритный рост определяется семейством двойниковых плоскостей, которые облегчают селекцию свободных центров зародышеобразования в переохлажденном расплаве, где скорость роста чрезвычайно высока. Таким же образом при выращивании нитевидных кристаллов из паровой фазы одиночная винтовая дислокация определяет ось быстрого образования зародышей. [54]

Очевидно, основной стадией процесса размножения в этом случав является первоначальный акт образования поликристаллического агрегата. Механизм формирования поликристалла совершенно не ясен. Можно думать, что этот процесс происходит одним из двух способов. Либо первоначальный кристалл обладает способностью вызывать образование других, совершенно самостоятельных кристаллов на контакте со своей поверхностью, либо, возможно, сначала происходит своего рода дендритный рост кристалла, во время которого усиливающиеся деформации могут привести к существенной разориентации между растущими частями кристалла. [55]

Дендритный рост первичной фазы подавлялся в процессе однонаправленного роста до - и заэвтекти-ческих расплавов, когда температурный градиент впереди поверхности раздела был достаточно велик, чтобы предотвратить переохлаждение за - или доэвтектической жидкости. Показано, что для каждого состава сплава существует критическая величина G / R, выше которой возможен рост со стабильным плоским фронтом и ниже которого поверхность раздела нестабильна и возникает дендритный рост первичной фазы. Критические условия, получаемые аналитически, выводятся из критерия стабильности поверхности раздела [ см. уравнение ( 1) ], где отношение температурного градиента к скорости роста должно быть равно или больше произведения наклона ликвидуса и разницы между эвтектическим и начальным составом, разделенным на коэффициент диффузии в жидкой фазе. [56]

Стадийность вхождения капель железа в кристаллы слюды. [57]

Кристаллы железа различаются по габитусу и ориентационному расположению во вмещающем кристалле слюды. Источником материала для роста кристаллов железа служит мелкодисперсное железо, образующееся при распаде комплексов. Наблюдается концентрация этих форм включений в поздних генерациях слюды, образовавшихся из остаточного расплава. Дендритный рост обусловлен наличием градиента концентрационного пересыщения и происходит в направлении 111, что характерно для металлов с объемно-центрированной кристаллической решеткой. С дендритами железа сокристаллизуются остаточные силикатные и фторидные фазы: лейцит, норбергит, хон-дродит, селлаит. [58]

Страницы: 1 2 3 4