Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Laboratornaia rabota №2

.doc
Скачиваний:
109
Добавлен:
11.02.2014
Размер:
162.3 Кб
Скачать

Московский Энергетический Институт

(технический университет)

Кафедра Технологии Металлов

Лаборатория Металловедения

Лабораторная работа №2

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛОВ И СОЛЕЙ

Группа:

Студент:

Преподаватель:

К работе допущен:

Дата выполнения:

Работу сделал:

Работу сдал:

МОСКВА · 2004

Цель работы – изучение основных закономерностей процесса перехода вещества из жидкого состояния в твердое (кристаллическое); определение влияния внешних факторов (скорости охлаждения и введения модификаторов) на структуру и свойства кристаллических тел.

1. Кристаллизацией называется процесс образования твердых кристаллов из жидкости или газа. Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое называется фазовым превращением. Процесс кристаллизации как и всякое превращение, происходит самопроизвольно, при этом свободная энергия понижается. С повышением температуры свободная энергия как твердого, так и жидкого состояния вещества уменьшается. Однако характер этого изменения различен.

Температура, при которой свободные энергии вещества в жидком и твердом состояниях равны (фазы находятся в равновесии), является теоретической (равновесной) температурой кристаллизации (tр). Кристаллизация начинается тогда, когда свободная энергия твердой фазы будет меньше свободной энергии жидкой фазы, т.е при температуре ниже теоретической. При этом произойдет самопроизвольное уменьшении энергии на ΔF. Разность между теоретической и tp и действительной tд температурами кристаллизации называется степенью переохлаждения Δt.

2. Схема хода лучей в биологическом микроскопе.

3. Влияние степени переохлаждения на число центров кристаллизации (ЧЦ) и скорость роста кристаллов (СР).

Выгоднее мелкозернистая структура т.к. примеси более ровно распределяются по рабочему объему слитка.

4.а Хромпик (желтый; форма кристалла - куб):

если скорость роста кристаллов по всем направлениям одинакова и нет направленного теплоотвода, то образующиеся кристаллы имеют форму, близкую к кубической, они сохраняют ее до тех пор, пока кристалл со всех сторон окружен жидкостью

4.б Хлористый аммоний (форма кристалла - дендрит):

если скорость роста кристаллов по разным направлениям разный и имеет место направленный теплоотвод, то образуются дендриты. (Дендрит – кристалл древовидной формы у которого сначала кристаллизация идет по осям 1-го, 2-го и 3-го порядка, и лишь затем кристаллизуется вещество в межосевых промежутках. В межосевых промежутках часто содержится много неблагоприятных примесей).

4.в Хлористый аммоний, модифицированный хлорным железом (желтый; форма кристалла - куб):

в некоторых случаях удается избавиться от роста дендритов с помощью модифицирования: в момент кристаллизации добавляется специальные вещества (модификаторы), которые подавляют рост дендритов, увеличивают число кристаллических центров и скорость роста кристаллов. Однако, возможности модификаторов не безграничны, не всегда можно найти модификатор, который бы повлиял на ход кристаллизации.

5. Два слитка сурьмы

Тепло отводится в металлической форме гораздо быстрее, чем в горячей керамической, соответственно кристаллизация в металлической форме будет идти быстрее. В металлической форме – мелкие кристаллы, которые растут от стенок изложницы к центру подложки. В керамической форме – кристаллы крупные и расположены хаотически.