Модификаторы

Объемные (объемного типа) Главная цель испытания – повышение числа центров кристаллизации. Дости- гается введением в кристалл искус- ственных центров вещества: тугоплавкие металлы (тип кристал- лической решетки и атомные пары близки к основному металлу). ПРИМЕР: для железа может выступать вольфрам

Поверхностные (поверхностного типа) Главная цель испытания – уменьшить скорость роста. Достигается повыше- нием энергитического барьерана границе кристалла. Исп. вещества: хи-мически активные, легкие элементы, искажающие структуру поверхности растущего кристалла и прекращающие их рост. ПРИМЕР: для железа выступает бор.

Основы теории сплавов.

Сплав – это вещество, состоящее из двух или более химических элементов, по крайней мере, один из которых металл.

Компоненты сплава – это химические элементы, из которых сплав состоит.

В дальнейшем будем рассматривать только двухкомпонентные сплавы, хотя существуют сплавы из большего количества компонентов.

Типы кристаллов в сплавах:

Основные причины, приводящие к возникновению разных типов кристаллов:

1) У основных металлов разных типов кристаллическая решетка при разных температурах различна.

2. Разная растворимость 2-ого компонента в разных кристаллических решетках, при разных температурах.

3) Возможность различного взаимодействия, между атомами основных металлов и атомами 2-ого компонента.

Типы кристаллов:

1. Твердые растворы:

а) внедрения – структура, в которой атомы основного металла образуют собственную кристаллическую решетку, а атомы 2-го компонента располагаются в межатомных промежутках кристаллической решетки.

Твердые растворы внедрения ат. раств. должны иметь малый атомный радиус.

б) замещения – структура, в которой атомы растворимого вещества замещают атомы основного металла в узлах кристаллической решетки.

Пример:

Cu+Au

Твердые растворы - вещества непостоянного состава.

2. Химические соединения - сложная кристаллическая решетка, в которой атомы обоих компонентов располагаются в узлах и связаны друг с другом хим. связью.

Особенность: как правило, это:

1. Соединение типа Ме + не Ме

2. Вещества с постоянным химическим составом

3. Интерметолидные соединения.

Ме + Ме

Сложная кристаллическая решетка, химическая связь между атомами.

Особенность:

Кристалличесткая решетка может служить основой для твердого раствора (т.е. содержит атомы твердых растворов).

Правило Гиббса.

Степень свободы- термодинамический параметр, изменение которого не приводит к изменению фазового состава системы. (изменение числа фаз)

Фаза - часть системы (вещества), ограниченная поверхностью раздела при переходе через которою скачком меняется строение, химический состав, или свойства:

а) f-число фаз; f=1.

б)f=2

в) f=2

Изменение фазового состава системы может происходить в результате изменения следующих термодинамических параметров:

а) Т-температура =var.

б) Р-давление Const

в)  - химический состав const

Для большинства процессов, происходящих в сплавах, химический состав  и давление Р остаются постоянными.

Все изменения происходят за счет изменения Т.

Правило Гиббса – связывает число степеней свободы, число компонентов и число фаз системы.

C=K-f+1

• 1) c=0 Два возможных варианта (результата)

• 2) c=1

Где С – число степеней свободы

К –число компонентов

F –число фаз

С=0  Не один параметр не может изменяться без изменения фазы состояния Т=const

С=0  Без изменения фаз состояния меняется только 1 термодинамический параметр Т=var.

Кристаллизация чистого вещества.

1)

Два компонента, неограниченно растворимых друг в друге.

2)

Кристаллизация сплавов компонентов.

Неограниченно растворимы друг в друге в твердом состоянии. Происходит при переменной температуре в заданном диапазоне температур. При этом для каждой температуры из этого диапазона соотнош. между количеством жидкой и твердой фазы является строго определенным.

3. Кристаллизация сплава компонентов нераств. друг в друге в твердом состоянии.

К=2

Для таких сплавов кристаллизация идет в два этапа:

1. Образование кристаллов одного из компонентов, является избыточным по отношению к некоторому строго определенному химическому составу сплава данных компонентов.

2. При этом определенном химическом составе сплава происходит одновременная кристаллизация компонентов А и В. Этот состав является физической константой для данных пар компонентов.

Структура, образующаяся при кристаллизации, называется эвтектика и представляет собой мелкодисперсную смесь кристаллов.

Температура плавления сплава данной пары компонентов также является физической константой.