Реферати статті публікації

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Про кризу кінетичної теорії рідини і затвердіння

ГРАНИЦА КРИСТАЛЛ-ГАЗ. МЕЖЗЕРЕННЫЕ ГРАНИЦЫ

Приблизительно такие же по абсолютной величине расхождения традиционного расчёта и опыта наблюдаются и для поверхностного натяжения т кристаллических веществ, для границы кристалл-газ. Много данных по т получено, в частности, методом “нулевой ползучести”. В среднем получается примерно т  1, 2ж [179]; натяжение твёрдого поликристаллического вещества примерно на 20% превышает натяжение жидкости. Между тем из формулы (5.13) разность натяжений кристалла и жидкости получается всего лишь ~2% , если изменение объёма при плавлении составляет типичную величину 3%. Примерно такая же разность т и ж получается из менее точных формул типа (5.20).
Как и следовало ожидать, исходя из модели со структурными взаимодействиями Fст, натяжение кристаллического вещества превосходит расчётные значения приблизительно на такую же величину ст  (0,2 - 0.3)ж, как и натяжение на границе кристалл-расплав. Оправдывается предположение, что практически всё натяжение на границе кристалл-расплав, и почти всё увеличение натяжения при затвердевании обусловлены вкладом ст структурных взаимодействий Fст, который составляет примерно (0,2 - 0,3)ж:
  т -ж  ж (0.2 - 0.3).
В традиционной модели следует ожидать абсолютное смачивание кристалла собственным расплавом, то есть нулевые углы смачивания в этой системе. Действительно, натяжение твёрдого т заметно превосходит натяжение жидкости, а межфазное натяжение тж незначительно, поэтому получается:
cos = (т - тж ) /ж > 1, = 0.
В действительности межфазное натяжение оказывается намного больше (в ~103 раз), и получаются конечные значения углов смачивания; это достаточно надёжно установлено экспериментально различными методами. В системах, изученных в [189], краевые углы смачивания кристалла собственным расплавом лежат в пределах от 7о до 43о. Угол смачивания около 7о получается при типичных значениях :
тж  1.2ж ; тж=0.3ж; cos = (т - тж )/ж = 0.9; 7о

Рис. 5.12. Равновесный вид канавок травления. Видно, что натяжение на границе зёрен велико и соизмеримо с поверхностным натяжением

Незначительная величина натяжения х, обусловленного обычными химическими связями, получается из (5.16 - 5.18) и для границы двух модификаций кристаллического вещества, например, - и -железа , а также для межзёренных границ, по которым соприкасаются одинаковые по природе кристаллики, отличающиеся лишь ориентацией. Реальную величину межзёренного натяжения м определяют по равновесной форме канавок травления межзёренных границ (рис. 5.12). Натяжение на межзёренной границе оказывается большим и соизмеримым c поверхностным натяжением твёрдого вещества т [118]. Очевидно, натяжение на межзёренной границе, как и на границе кристалл-расплав, практически полностью обусловлено структурными эффектами, так как по химическим взаимодействиям соприкасающиеся фазы одинаковы.
Таким образом, выполненное обобщение данных показало, что межфазное натяжение на границе кристалл-жидкость в однокомпонентной системе является практически полностью структурным Fст-натяжением ст и составляет (0.2 - 0.3) от натяжения жидкости. Такую же величину имеет структурное натяжение ст на поверхности кристалл-газ. На межзеренной границе межфазное натяжение соизмеримо с поверхностным т и также является практически полностью структурным.

Ви переглядаєте статтю (реферат): «ГРАНИЦА КРИСТАЛЛ-ГАЗ. МЕЖЗЕРЕННЫЕ ГРАНИЦЫ» з дисципліни «Про кризу кінетичної теорії рідини і затвердіння»