Вопрос 1. Опишите процесс (термодинамический механизм и кинетику) нормального роста зерен.

происходит рост зерна, укрупнение зерен – этот процесс самопроизвольный. Движущей силой является уменьшение зернограничной энергии: при увеличении размера зерна площадь границ зерен сокращается => уменьшается энергия границ. Кинетика: скорость роста зерна пропорциональна удельной граничной энергии, коэф-т Р зависит от Т и описывается обычной экспонентой. Скорость процесса пропорциональна движущей силе (уменьшению энергии системы) . Если . Эксперимент дает, что зерно действительно растет с повышением Т. . Где n=0.5 только для ультрачистых Ме; для технически чистых Ме n = 0.3-0.4, т.к. примесные атомы замедляют взаимодействие границ с растворенными атомами.

Механизм: Совершая случайные скачки,атом оказывается в другом зерне, в результате хаотичных перемещений мы видим, что граница движется к центру своей кривизны. Граница между зернами будет становиться плоской. На границу действует поверхностное натяжение. На стыке 3-х границ линии стыка перемещаются, стремясь приблизиться к равновесному положению.

Вопрос 2. Сколько атомов приходится в среднем на одну элементарную ячейку оцт решетки.

Вопрос 3. Оцените числовые величины движущей силы первичной рекристаллизации.

При деформации метал поглощает эенергию. Первичная рекристаллизация – это процесс образования новых зерен с низ. плотностью дислокаций и их последующем росте за счет старых деформированных зеренс высокой плотностью дислокаций. Возникновение и рост новых зерен приводит к полному выделению энергии. Движущей силой процесса явл. уменьшение энергии дислокаций.

Плотность дислокаций недеформированного отожженного Ме

деформированного . После первич. рекристал. . , ,

т.е. величина силы первич. рекр. будет Дж.

Вопрос 4. В сплаве при 20°С обнаружено небольшое количество эвтектики (остальное избыточные кристаллы). После нагрева (при нагреве никакие линии фазового равновесия не пересечены) выдержки и охлаждения обнаружено, что эвтектика исчезла. Почему?

При ускоренном затвердевании возникает внутризеренная, дендритная ликвация. В центре церно будет обогащено элементом, повышающим т-ру солидуса, а вблизи границ – понижающим. Если произвести длительный отжиг, то неоднородность исчезнет, поэтому исчезнет небольшое кол-во эвтектики.

Вопрос 5. Почему чистые Ме имеют более низкое значение , чем металлы с примесями?

Величина зависит от чистоты Ме, наличия и расположения дефектов в решетке. В Ме с примесями образуется атмосфера Коттрелла, к-я препятствует движению дислокаций в результате значение значительно увеличивается. В чистом Ме препятствий для движения практически нет.

Билет 5.

Вопрос 1. Опишите взаимодействие дислокаций. Напишите виды структур, возникающий при их взаимодействии.

а) Если дислокации находятся в одной плоскости.

Две дислокации, находящиеся в одной плоскости

скольжения, к-е парал-ны друг другу и имеют один

знак, отталкиваются друг от друга.

Дислокации разных знаков притягиваются и взаимно

уничтожаются.

б) Если парал-е дислокации нах-ся в разных плоскостях

то их взаимодействие опр-ся из графика.

Если дислокации притягиваются то образуется

дислокационная сетка.

Вопрос 2. Конфигурация с наименьшей энергией.

Дислокациям выгодно перераспределяться, чтобы

образоваться малоугловую границу с минимальной

энергией. Поэтому они будут образовывать

дислокационную стенку.

если дислокации одного знака то мин. энергии в х=0

если дислокации разного знака то мин. энергии в х=h

Вопрос 3. ГЦК, Индекс октапоры.

индекс: [½½½]

Вопрос 4. На фазовой диаграмме линии не пересекаются, но эвтектики немного есть, почему?

При ускоренном охлпждении изменение в системе тв. фазы идет по линии неравновесного солидуса. Происходит дендритная ликвация и диффузия не успевает пройти в тв. состоянии. Диффузия в жидкости идет быстрее, поэтому пойдет эвтектическая реакция и образуется эвтектика, хотя сплав не пересекает эвт. горизонталь.

Вопрос 5. Почему в кристалле ниже чем в поликристалле?

зависит от числа связей. В монокристалле границ зерен нет, поэтому дислокация проще скользит, она не будет взаимодействовать с границами зерен В поликристалле дислокация будет притягиваться к границе и будет расти.

6 билет.

Вопрос 1. Как возникает дендритная ликвация? Как ее можно использовать в интересах технологии? и как с ней бороться?

При охлаждении с конечной скоростью при затвердевании сплава равновесия не соблюдается (диффузия идет медленно и состав во всем объеме жидкой и тв. фаз не выравнивается). В результате затвердевания образуется хим. неоднородный тв. р-р. Сначала выпадают кристаллы, обогащенные более тугоплавким Ме, а в наружных слоях – легкоплавкий Ме. Эта хим. неоднородность и есть дендритная ликвация.

Явление ликвации может быть использовано в технике. Так, никельмедные сплавы с ликвационной неоднородностью имеют не строго определенную точку Кюри, а температурный интервал, внутри которого намагниченность плавно уменьшается до нуля. Это свойство используют в приборостроении. Самым важным практическим применением ликвации является получение чистых металлов и полупроводников путем направленной кристаллизации и зонной плавки.

Ликвационную неоднородность тв. р-ра можно устранить отжигом при выс. температуре (гомогенизация).