Кристалдану процесінің механизмі

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Ғылым және Білім Министрлігі

Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университеті

СӨЖ

Тақырыбы: Кристалдану процесінің механизмі

Орындаған: Маукилов А.

Группа: ТО-411

Тексерген: Тілеуғали Е.

Семей қ. 2015

Кристалдану процесінің механизмі

Термодинамика занына сәйкес кез келген заттың жаңа күйі пайда болады, егерде оның еркін энергиясы сол заттың бастапқы күйдегі еркін энергиясынан кіші болса. Бұл тұжырымы кристалдану процесіндегі теориясында ен басты негізгі болып табылады, немесе кристалдар пайда болады, егерде олардын еркін энергиясы сұйық металдағы көлемді еркін энергиясынан аз болса. Осы тұжырымды келесі графикте қарастырып кетейік. Осы графиктен кристалдану процесі, немесе кристалдардын түзілуі Т0 температурасынан төмен болғанда өте бастайды, немесе сәйкес ∆Т қайта салқындатуда дәрежесінде. Сұйықты тепе тендік кристалдану температурасынан төмен суыту процесін қайта салқындату деп атайды, қайта салқындату дәрежесімен сипатталынатын. Қайта салқындат дәрежесі - бұл процестін То (тепетендік) және ақиқат (Т1) температура аралығындағы айырмашылығы, То - Т1 = ∆ Т.
Осы сұлбаға сәйкес Т0 температурасынан жоғары зат сұйық күйде болады, ал Т0 төмен болғанда - қатты күйде болады. ∆Т неғұрлым көп болса, соғұрлым сұйық пен қатты көлемді еркін энергиясының мәндерінің айырмашылығы көп болады (∆ GV = Gж - Gт) . Бұл шама кристалданудын ен басты қозғалу күші болып табылады. 2. 1-сурет. Температурдан (Т0-тепетендік температурас) тәуелді сұйық GL және қатты GS күйдегі металдын еркін энергиясының өзгеруі Осы графиктан кристалдық металдын мүмкінді балқу шартын орнатуға болады > То, температурада мүмкін, немесе кейбір қайта қыздыруда, қайтақыздыру дәрежесімен сипатталынатын (∆ Т' = Т' - То) . Қайтақыздыру дәрежесі балқуда бірнеше градустан аспайды. Графиктен кристалдану және балқу температуралық аймақтарын белгілеуге болады. Біріншісі үшін: Gт< Gж, алекіншісі үшін Gж < Gт. Шынайы жететін қайтасалқындау немесе қайта қыздыру дәрежелерінің шамалары металдын табиғатынан тәуелді. Ол металдын тазалығы мен салқындату жылдамдығы аруымен артады.

Кристалдану - сұйық фазада кристалдық торлар учаскілерін түзілу процесі және осы кристалдардын түзілген орталықтан кейінгі өсуі. Заттың сұйық немесе қатты күйі температура Т мен қысымнан Р тәуелді және осы параметрлерін өзгерте отырып кез келген күйдегі затын алуға болады. Балқу температурасынан төмен толық гомогенді сұйықта қатаю процесі флуктуациядан пайда болатын жаңа фаза түзілуінен басталады. Бұл процесті гомогенді өзегі түзілуі деп аталады (спонтанды кристалдану) . Қатты беті болған жағдайында (қалыптын қабырғасы, кірінділер және т. б. ) кристалдану осы бетте түзілген өзектен басталады. Бұл процесті гетерогенді өзектүзілуі деп аталады. Тұрақты және әрі қарай өсуге қабылеті бар өзектердін өлшемдері критикалық өлшемдерінен үлкен болу керек, кіші болса оның өсуіне мүмкіндігі аз болады және G Гиббс энергиясының азаюы олардын өсуіне сәйкес. Кристалдану кезінде Гиббс энергиясының өзгеруін пл жылу мен балқудын пл энтропиясы арқылы өрнектелінеді:

(Gш - GТ) = пл = пл - Тпл
GТ және Gш -қатты және қатаю температурасы кезіндегі сұйықтын сәйкес Гиббстін мольдік энергиясы.

Кристалдану барлық металдарда орын алатын сұйық күйден қатты күйге өтетін негізгі фазалық түрлену процесі болып табылады және бұл процесте қатты денеге сипатты кристалдық құрылымы қалыптасады. Кристалдану процесін зерделеу материалтану үшін басты мәні болады, өйткені кристалдану заны барлық түрленулер үшін әділетті, оның ішінде, қатты күйдегі металдар мен қорытпаларда өтетін.
Бір нүктесіне дейін метал сұйық күйде салқындатыла бастайды, процесс температураның баяу бапты төмендеуімен іске асырылады. 1 - 2 учаскісінде кристалдану процесі өте бастайды, жылу бөлінуімен іске асырылатын - жасырын кристалдану жылуы. Ол кеңістіктегі жылу таралуын компенсациялап және температура тұрақты болып қала береді. Кристалдану аяқталғансон температура төмендей береді және металл қатты күйде салқындайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.