Кристаллизация из расплавов и стекол
Зародышеобразование – процесс возникновения областей с более дальним порядком расположения атомов, чем это характерно в целом для расплава или стекла.
Различают следующие виды зародышеобразования:
гомогенное | гетерогенное |
За счет флуктуаций плотности (перераспределения частиц) в отдельных точках расплава происходит сближение атомов и образование группировок с кристаллоподобной структурой (зародыши) | За счет присутствия в расплаве частиц другой фазы (затравки) |
Процесс кристаллизации зависит от следующих факторов:
1. Скорость зарождения центров кристаллизации характеризуется числом зародышей, образующихся в единице объема за единицу времени при постоянной температуре.
2. Линейной скорости роста кристаллов – скорости, с которой перемещается граница между расплавом и закристаллизовавшимся веществом в направлении, перпендикулярном границе.
Практическое значение кристаллизации расплавов и стекол:
- это основной процесс в технологии каменного литья, плавленых огнеупоров, цементов;
- на нем основана технология получения монокристаллов тугоплавких веществ: корунд (сапфир, рубин), диоксида циркония (фианит);
- управляемая (направленная) кристаллизация реализуется в технологии ситаллов (стеклокристаллических материалов).
Производство последних включает – приготовление стекла, которому придают форму и подвергают регулируемой термообработке.
Рисунок 2.5 – Графическое изображение режима термообработки
Режим термообработки включает несколько этапов (рис. 2.5):
1 – повышение температуры до t1 – выдержка; при данной температуре максимальная скорость образования зародышей кристаллизации;
2 - повышение температуры до t2 – выдержка; при данной температуре максимальная линейная скорость роста кристаллов.
В результате - в готовом изделии до 85% кристаллической фазы, остальное – стеклофаза. Таким образом, можно достичь особых свойств, например, высокой термостойкости за счет низкого ТКЛР (температурного коэффициента линейного расширения) выделяемых кристаллов.
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 1548;