Гомогенная и гетерогенная кристаллизация

В зависимости от способа зарождения зародышей различают 2 вида кристаллизации:

1. Гомогенная кристаллизация, одно фазная.

2. Гетерогенная кристаллизация, много фазная.

Гомогенная кристаллизация

Фазовые флуктуации – группировки атомов в жидкости, расположение которых точно такое как в твердом металле.

Фазовые флуктуации являются центрами кристаллизации при переохлаждении металла.

Условия зарождения зародышей

Условия зарождения зародышей

изменение свободной энергии отнесенной к 1 объема – изменение свободной энергии отнесенной к 1 объема.

только в этом случае будут образовываться зародыши  – только в этом случае будут образовываться зародыши

Гомогенная кристаллизация применимо к физическому зародышу – применимо к физическому зародышу.

критический радиус зародыша – критический радиус зародыша.

Чем меньше критический радиус зародыша, тем меньше флуктуации энергии требуется для его образования, а следовательно тем больше вероятность W1 образования зародышей.

Вероятность перехода из атома жидкости  в твердое состояние при образование зародышей W2, при увеличении t уменьшается.

W – вероятность определяющая общую скорость образования зародышей. W=W1-W2.

При малом переохлаждении будет образовываться крупнозернистая структура, так как скорость роста кристаллов опережает скорость образования зародышей.

Гетерогенная кристаллизация

Наилучшие очаги гетерогенной кристаллизации частицы или поверхности того же металла, что и расплав, например зерна основного металла, ограничивающие жидкую сварочную ванну.

Кристаллизация, которая контролируется скоростью отвода примесей от кристалла, называется избирательной или диффузионной.

При малых переохлаждениях наблюдается избирательная кристаллизация, а при больших скоростях бездиффузионная кристаллизация.