Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Zagadnienietomożnawyjaśnić,rozpatrujączarodkowaniefazymacierzystejnacząst-
ce-podkładce.Jeślioznaczymywielkośćnapięciapowierzchniowegomiędzypodkładką
afaząciekłąprzezσ
pc
,amiędzypodkładkąiosadzonąnaniejfaząstałą(macierzystą)
przezσps,toosadzeniemożenastąpićtylkowówczas,gdyniespowodujetozwiększenia
energiiukładu,tzn.gdyσ
pc
σ
ps
+σ
cs
.Odpowiadatopowstaniumeniskuwklęsłego(jak
wprzypadkuwodywnaczyniuzeszkła).Jeżelikąto(rys.2.4)byłbywiększyniż900,to
znaczyłoby,żewytworzyłbysięmeniskwypukły(jakwprzypadkurtęciwnaczyniuze
szkła)ienergiaukładumusiałabywzrosnąć.
Rysunek2.4.Wpływnapięciapowierzchniowegonakształtzarodków:a)dobrezwilżaniepodkładki,b)brakzwilżania
podkładki
Takwięcwtymprzypadkupodkładkatakaniemogłabybyćzarodkiemheterogenicznym.
Najczęściejzarodkamiheterogenicznymiwtrącenianiemetaliczneiróżnezwiązki,jak
tlenki,węgliki,azotki,siarczki,fazymiędzymetaliczne.Bardzoefektywnymmiejscem
zarodkowaniaheterogenicznegojesttakżeściankaformy(wlewnicy,krystalizatora).
Zarodkowanieheterogenicznewystępujerównieżwprzemianachfazowychwstanie
stałym,ztymżewówczaszarodkamimogąbyćdefektysiecikrystalicznej,jakgranice
ziarenidyslokacje.
2.2.3.Wzrostzarodków
Wzrostzarodkówjestważnymprocesemkrzepnięciametali.Polegaonnadołączaniu
atomówfazyciekłejdozarodka.PierwszateoriaopracowanaprzezWaltheraKosselaiIva-
naStranskiego(1927;1928),zwanakinetyczno-cząsteczkową,uzależniaładołączaniesię
atomówdopowierzchnimiędzyfazowejodilościwyzwolonejenergii,którabyłafunkcją
liczbywysyconychwiązańchemicznychdołączanegoatomu.Najmniejsząenergięwyzwala
atomdołączanydopłaskiejściany(jednowiązanie,rys.2.5a),większą-atomdołączony
dokrawędziniekompletnejpłaszczyznyatomowej(dwawiązania,rys.2.5b)inajwiększą
-atomdołączonydolukinapłaszczyźnie(pięćwiązań,rys.2.5e).
TeoriatazostałapóźniejrozwiniętaprzezFrederickaCharlesaFranka,któryzałożył,że
warunkiwzrostukryształuenergetyczniebardziejkorzystne,jeśliatomydołączająsię
douskokuutworzonegowwynikuwyjścianapowierzchnięmiędzyfazowądyslokacji
2.2.MECHANiZMKRYSTALiZACJi
31