22) Стадии старения и причины образования метастабильных фаз.

Н изкотемпературный распад после получения пересыщенного раствора называют старением. Стадии старения: 1) образуются скопления легирующего элемента (В) – кластеры. Когда их размер станет таким, что их можно будет обнаружить в при электронно-микроскопическом и рентгеноструктурном анализе, они называются зонами Гинье-Престона (зоны ГП). Зона ГП1 в Al-Cu диски (4-5 нм) толщиной несколько атомных слоев при сохранении кристалл.решетки исходного α-тв.раствора. 2) зоны ГП1 растут и размещение атомов в них становится упорядоченным (ГП2), близким к кристаллической решетки избыточной фазы. 3) при повышении темп-ры на базе зон ГП образ-ся зародыши β-фазы и происходит их рост. Нередко, вместо β-фазы образуется метастабильная θ-фаза, которая по структуре или по составу явл-ся промежуточной между α и β. Далее θ переходит в β.

П ричиной образования метастабильных фаз является лучшее сопряжение решеток промежуточной и исходной фаз, требующая меньших флуктуаций концентрации. Образование метастабильной фазы ведет к уменьшению энергии Гиббса, но не обеспечивает ее минимум, не смотря на это образование θ в ряде случаев явл-ся кинетически более выгодно.

23) Принцип функционирования источника Франка-Рида

и сточник дислокаций Ф-Р.-это отрезок дислокации, лежащий в плоскости скольжения (плоскость рисунка) закрепленной на своих концах (закрепление может быть вызвано взаим-ем дислокации с другими дислокациями или с прмесями). Под действием напряжения τ прямолинейная дислокация длиной L начинает выгибаться. τ_мах=bG/L (L=2R). При дальнейшем движении дисл. Начинает закручиваться у точек, распрямляться в средней части и ее средний радиус кривизны возрастает, т.е. дл последующее движения дислокации надо меньшее напряжение τ_мах. Вначале дисл. Была краевой и положительной, но искривление привело к появлению винтовой составляющей разных знаков и появление в нижней части отрицательной краевой составляющей. (стрелками направление движения различных участков криволинейной дислокации). Дислокация образует расширяющуюся петлю, ветви которой в конце концов сойдутся и при соприкосновении аннигилируют, в результате образуя замкнутое дислокационное кольцо, внутри которого есть дислокация как первоначальная. Под действием напряжения кольцо будет расширятся и уходить дальше, а расположенная внутри дислокация повторит весь цикл. Это будет повторятся пока действует напряжение.

24) Схема возникновения дендритной ликвации и ее практическое использование.

Дендритная ликвация – химическая неоднородность сплава в пределах одного зерна (центр-переферия). При охлаждении сплава состава х диффузия не успевает выровнять состав. Твердая фаза имеет состав α_{2 ,} но этот состав имеют только верхние слои кристалла. Остальная часть сплава не меняет свой состав, поэтому средний состав сплава соответствует α₂^’, который находится между α₁ и α₂ . при понижении температуры средний состав тв.фазы все больше отклоняется от равновесного. И закончится α₅^’. Образование ликвации расширяет интервал затвердевания. Пунктирная линия- неравновесный солидус. Явление ликвации может быть использовано в технике. Никелемедные сплавы с ликвационной неоднородностью имеют не строго определенную точку Кюри, а температурный интервал, внутри которого намагниченность плавно уменьшается до нуля. Это свойство используется в приборостроении. Самым важным практическим применением ликвации является получение чистых Ме и полупроводников путем направленной кристаллизации и зонной плавки (заключается в расплавлении и затвердевании узкой зоны твердого стержня, вдоль которого эта зона перемещается). Дендритную ликвацию можно устранить гомогенизацией- отжиг при высокой температуре.