Кристаллизация


Кристаллизация
[solidification, crystallization] — переход вещества из жидкого состояния в твердое кристаллическое; заключается в образовании кристаллических зародышей и их росте при достижении расплавом определенной температуры. Процесс кристаллизации сопровождается выделением скрытой теплоты кристаллизации, и поэтому в процессе охлаждения в начале кристаллизации скорость охлажденния уменьшается. Кристаллизация металлов идет при постоянной температуре, а сплавов при снижающейся, характер изменения которой (во времени) определяется диаграммой фазового состояния (Смотри Диаграмма состояния). Интервал температур с температуры начала до температуры конца кристаллизации называется температурным интервалом кристаллизации. В этом интервале сплав состоит из смеси жидкой и твердой (или твердых) фаз.
Кристаллы могут зарождаться по гомогенным и гетерогенным механизмам. Теория гомогенного зарождения базируется на термодинамических представлениях, согласно которым чистый металл в твердом состоянии может находиться в равновесии с жидким металлом только при температуре, соответствующей равенству свободных энергий твердой и жидкой фаз. Для начала процесса кристаллизации необходимо переохладить жидкий расплав до определенной величины, чтобы получить выигрыш в свободной энергии и компенсировать работу образования кристаллического зародыша (Смотри Переохлаждение). Существует критическая величина (0,5-5 нм) зародыша (критический зародыш), при достижении и превышении которой зародыш термодинамически устойчив и может быть центром кристаллизации. Размер критического зародыша в сильной степени зависит от переохлаждения расплава: с увеличением переохлаждения величина критического зародыша резко уменьшается. Согласно теории гомогенного зарождения кинетика кристаллизации определяется двумя параметрами: скоростью зарождения центров (с. з. ц.) кристаллизации и линейной скоростью роста (л. с. р.) кристаллов. С увеличением переохлаждения оба параметра проходят через максимумы, причем с. з. ц. достигает максимума при меньших значениях переохлождения, чем л. с. р. В области небодимых переохлаждений, свойственных непрерывному или фасонному литью, темп роста с. з. ц. с ростом переохлаждения больше, чем л. с. р.
Изменение переохлаждения за счет скорости охлаждения в интервале температур кристаллизации влияет не только на размер, но и на их форму. При малых переохлаждениях и малой скорости роста формируются полногранные кристаллы. При увеличенной скорости роста кристаллов полногранная форма кристаллов меняется на дендритную. При дендритной кристаллизации сначала вырастает ось (ветвь) дендрита 1-го порядка, из которой затем под определенным углом растут оси-ветви 2-го порядка, а из них — 3-го и т. д. Оси-дендриты растут в направлtybb наиболее плотной упаковки атомов.
В реальных условиях зарождение и рост кристаллов идут по гетерогенному механизму. В расплавленных металлах и сплавах всегда присутствуют тугоплавкие металлические или неметаллические включения — места облегченного зарождения, «затравка» для зарождения кристаллов. На роль тугоплавких включений как центров кристаллизации впервые указал А. А. Байков, затем подробно ее исследовал В. И. Данилов. Чем больше включений присутствует в расплаве, тем больше центров зарождения новых кристаллов (зерен) и тем в итоге мельче зерно. Эффективность зарождающего действия включений зависит от большого числа факторов, но главный из них — размерно-структурное соответствие, заключающееся в том, что при зарождении новой фазы (кристалла) на имеющемся включении сопрягающиеся грани новой фазы и включения в максимальные степени должны соответствовать одни другим (размерно и структурно);

Смотри также:
фракционная кристаллизация
неравновесная кристаллизация
сверхбыстрая кристаллизация
кристаллизация под поршневым давлением
кристаллизация под газовым давлением
направленная кристаллизация

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг. . 2000.

Синонимы:

Смотреть что такое "Кристаллизация" в других словарях:

  • КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ — (ново лат., от греч. krystallos кристалл). Такой переход тел из жидкого состояния в твердое, при котором они принимают известные кристаллические формы. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ …   Словарь иностранных слов русского языка

  • кристаллизация — и, ж. cristallisation <, лат. cristallsatio. 1. хим. Процесс образования кристаллов. Сл. 18. Кристаллизация или зернованье. Лом. ОМ 599. // Сл. 18 11 18. Сии минеральныя изпарения всего болле участвуют в кристаллизации, крашении камней и… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ — образование кристаллов из паров, р ров, расплавов, из в ва в тв. состоянии (аморфном или другом кристаллическом), из электролитов в процессе электролиза (электрокристаллизация), а также при хим. реакциях. Для К. необходимо нарушение термодинамич …   Физическая энциклопедия

  • Кристаллизация — – процесс образования кристаллов при переходе вещества из термодинамически менее устойчивого состояния в более устойчивое. [Словарь основных терминов, необходимых при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог.]… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ — КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов, из вещества в другом кристаллическом или аморфном состоянии. Кристаллизация начинается при переохлаждении жидкости или пересыщении пара, когда практически мгновенно… …   Современная энциклопедия

  • кристаллизация — сущ., кол во синонимов: 4 • вакуум кристаллизация (1) • гидатогенезис (2) • …   Словарь синонимов

  • Кристаллизация — КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов, из вещества в другом кристаллическом или аморфном состоянии. Кристаллизация начинается при переохлаждении жидкости или пересыщении пара, когда практически мгновенно… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ — КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, процесс образования КРИСТАЛЛОВ из вещества, переходящего из газообразного или жидкого состояния в твердое (СУБЛИМАЦИЯ или плавление) или возникающего из раствора (ИСПАРЕНИЕ или ОСАЖДЕНИЕ). При плавлении твердое вещество нагревают… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • кристаллизация — КРИСТАЛЛИЗОВАТЬ, зую, зуешь; ованный; сов. и несов., что. Превратить ( ащать) в кристаллы. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • Кристаллизация — процесс перехода тела из жидкого (иногда игазообразного) состояния в твердое, причем оно принимает более или менееправильную геометрическую форму кристалла …   Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

  • КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ — процесс роста к ла с момента зарождения. К. может происходить из жидкого состояния (раствора, расплава; магмы; фазовый переход), газообразного (см. Сублимация) и твердого. См. Перекристаллизация, Метасоматоз, Потоки концентрационные, Регенерация… …   Геологическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «Кристаллизация» >>