8. Кристаллизация Ме. Физическая природа кристаллизации.

Любое вещ-во может находиться в 3 агрегатных состояниях: *газообразное, *жидкое, *твердое. Температура плавления – одна из важнейших хар-к ме(ртуть – 38,9; вольфрам +3410). Любой физ. Процесс протекает самопроизвольно обусловлено тем, что новая составляющая в новых условиях является энергетически более устойчивым, обладает меньшим запасом энергии. Энергетическое состояние системы характеризуется «свободной энергией».

где U - внутренняя энергия системы, TS - связанная энергия системы, представляющая собой произведение температуры T на энтропию S. Чем выше свободная энергия системы, тем она менее устойчива. Любая физическая система стремится перейти в состояние, в котором её свободная энергия меньше. В зависимости от температуры свободная энергия меняется следующим образом

Для начала кристаллизации необходимо переохлаждение, а для начала плавления необходим перегрев. Только в этом случае уменьшение объемной составляющей свободной энергии превысит увеличение поверхностной составляющей свободной энергии. Для этого требуются два условия:

1. Температура должна быть ниже температуры кристаллизации

2. Объем, самопроизвольно образующегося зародыша, должен быть достаточно большим.

Кристаллизация жидкости возможна при условии:

9. Механизм и кинетика кристаллизации

складывается из 2 элементарных процессов: образование центров кристаллизации и рост этих кристаллов. Число центров и скорость роста зависят от степени переохлаждения. Процесс кристаллизации можно изобразить графически в корд температуры и времени.

Для начала кристаллизации необходимо переохлаждение, а для начала плавления необходим перегрев. Только в этом случае уменьшение объемной составляющей свободной энергии превысит увеличение поверхностной составляющей свободной энергии. Для этого требуются два условия:

1. Температура должна быть ниже температуры кристаллизации

2. Объем, самопроизвольно образующегося зародыша, должен быть достаточно большим.

Кристаллизация жидкости возможна при условии:

Величина переохлаждения чистых жидкостей малого объема, при которых активно образуются устойчивые зародыши кристаллов, достаточно велика  0,2 П_л. Именно при таких переохлаждениях должна начаться кристаллизация. Но опыт показывает, что в действительности кристаллизация жидкостей начинается при существенно меньших переохлаждениях. что жидкости, как правило, содержат примеси. Наличие поверхностно-активных примесей, растворенных в жидкости, снижает поверхностное натяжение на границе раздела «кристалл-жидкость», и, тем самым, уменьшает объем критического зародыша. Наличие в жидкости нерастворенных частиц, обеспечивает появление готовых поверхностей раздела, от которых начинается кристаллизация.

14. Деформация. Упругая и пласт деформация. Механизм пласт деформации.

Деформация – изменение формы и размеров тв тела. Деформация делится на 2 вида: 1)пластическая (необратимая), 2)упругая (обратимая).

Деформация происходит под действием внешних сил. Упругая – после снятия внешней нагрузки тело принимает исходную форму и размеры. Если после снятия нагрузки тело не приобретает исходную форму и размеры, то говорят что возникла остаточная деформация, такая деформация необратима. Пластическая деформация может проходить по двум механизмам: скольжения и двойникования. При пластической деформации одна часть кристалла сдвигается относительно другой части кристалла по плоскости скольжения

При реализации механизма скольжения часть кристалла смещается по отношению к другой под воздействием напряжений, превышающих критическую величину.

При чем это скольжение осуществляется по так называемым плоскостям скольжения. Каковыми являются плоскости наиболее упакованные атомами.

Деформация по механизму двойникования заключается в смещении одной части кристаллов в зеркальное отражение по отношению к другой по, так называемым, плоскостям двойникования. Точнее в этом случае смещение происходит за счет разворота части кристаллической решетки.

Деформация двойникования также как и скольжения осуществляется при прохождении дислокации через кристалл. Практически любой металл деформируется сразу по двум механизмам с преобладанием какого-либо одного.