19) Основные различия между механизмами спинодального распада и распада твердого раствора путем образования и роста зародышей новой фазы.

П ри условиях близких к равновесным, т.е. при очень медленном охлаждении, интенсивность диффузии велика, и в каждый момент времени составы фаз достигают равновесных значений. При неравновесных условиях выделения второй фазы происходят путем образования и роста зародышей на наиболее энергетически выгодных местах (границах зерен). При распаде с образованием зародышей, неизбежно растет свободная энергия на начальном этапе, из-за образования новой поверхности. Второй путь распада - спинодальный распад, когда расслоение твердого раствора происходит путем возникновения и развития концентрационных неоднородностей, как правило периодического профиля, без образования зародыша новой фазы, а следовательно без увеличения свободной энергии на начальном этапе.

Распад с образованием зародышей разделяют на 2: непрерывный и прерывистый. При непрерывном с исходном твёрдом растворе образуются и растут отдельные выделения новой фазы, матрица обедняется одним из компонентов и в ней создается градиент концентраций. Кристаллы новой фазы будут расти за счет обычной нисходящей диффузии (показано стрелками на рис ), пока не установится равновесная концентрация с1.

Скорость роста контролируется коэффициентом объемной диффузии в матрице.

При прерывистом распаде в зернах исходного перенасыщенного раствора α₀ зарождаются и растут ячейки (колонии) двухфазной смеси α₁ и β. Причем у α₁ также решетка как у α₀. Получается пластинчатая структура. Процесс контролируется диффузионным распределением компонентов между пластинами вдоль межфазной границы, т.к. пластины тонкие скорость высокая при низкой температуре.

Спинодальный распад наблюдается когда все 3 фазы (с исходной) характеризуются изоморфным строением (близкие параметры решеток, одинак типы).

Диаграмма с линией расслоение MKN и спинодалью RKV.

Ниже энергии Гиббса при разных Т. При Т₁ и Т₂ еще устойчив однофазный тв раствор. При Т₃ энергия смеси G₂ меньше чем раствора G₁. В точках перегиба S₁ и S₂ вторая производная G равна нулю, а между ними меньше нуля. Именно в этом интервале сплавов малейшее расслоение приводит к уменьшению энергии Гиббса. Расслоение сплава С₀ на Ср и Сq снижает энергию Гиббса до G₃. Таким образом для сплавов лежащих по составу между S1и S2 (спинодальные точки) распад происходит путем постепенного увеличения концентрации расслоения, начиная с близких к С₀ (Ср и Cq) до равновесных.

На практике такой распад выглядит как образование флуктуационных волн концентраций. При спинодальном распаде восходящая диффузия, для понижения свободной энергии до G2.

21) Краевая дислокация. Строение. Энергия краевой дислокации.

К раевая дислокация - локализованное искажение кристаллической решетки, вызванное наличием лишней атомной полуплоскости (экстраплоскости)

1 -плоскость скольжения; 2-экстраплоскость; 3-ядро дислокации

Е сли экстраплоскость находится в верхней полуплоскости то она положительна, а если в нижней – отрицательна. Вектор Бюргерса - главная характеристикой дислокации - мера искаженности кристаллической решетки, обусловленной присутствием в ней дислокации. Чтобы его оценить строят контур Бюргерса, представляющий замкнутый контур произвольной формы, условно выделенный в реальном кристалле путем последовательного обхода дефекта от атома к атому в совершенной области кристалла. В краевой дислокации вектор Б. перпендикулярен к ее линии. Вектор Бюргерса определяет энергию дислокации, величину связанного с дислокацией сдвига, позволяет оценить подвижность дислокации.

-энергия краевой дислокации.

G – модуль сдвига; m – коэффициент Пуассона (для металлов »m⅓); ro – радиус ядра дислокации (несколько межатомных расстояний), R – расстояние, на которое распространяется упругая деформация от дислокации.

(Контур и вектор Бюргерса-для определения энергии)