Образование твердых растворов

Установлено, что образование твердых растворов состава исходной жидкости происходит при достижении определенного, обычно достаточно большого, значения скорости охлаждения. Это подтверждается как рентгенографическими, так и металлографическими исследованиями. Поясним структуру торца пленки сплава Al-Mg. У поверхности, где скорость охлаждения была большей, образовался сильнопересыщенный твердый раствор. Во внутренних слоях пленки, охлаждающихся медленнее, жидкость претерпела эвтектический распад. Переход от одного типа структур к другому - резкий, что свидетельствует, по-видимому, о резком переходе от одного механизма кристаллизации к другому. Из этих экспериментов остается, однако, неясным, происходит ли изменение коэффициента распределения скачкообразно или непрерывно. Ясно только то, что если этот переход и является непрерывным, то он осуществляется в узком интервале скоростей охлаждения. Последнее характерно для превращений, в которых заметную роль играют коллективные явления.

Дополнительная информация: современное холодильное оборудование отличается высокой надежностью, однако со временем любая техника может выйти из строя. Качественные запчасти для холодильников и своевременный ремонт позволят любому оборудованию прослужить долгие годы.

Возможность реализации процесса кристаллизации без перераспределения вытекает, в частности, из того, что при некотором переохлаждении расплава свободная энергия твердого раствора становится ниже свободной энергии жидкости того же состава. Поэтому переход жидкой 1азы в твердую без изменения состава должен в этом случае сопровожаться уменьшением свободной энергии. Однако, хотя такой переход и является термодинамически возможным, он не является обязательным. Превращение с перераспределением томов связано с большим выигрышем свободной энергии. По какому пути пойдет процесс, решается кинетическими факторами. Дело в том, что переход атомов разного сорта через границу раздела считать независимым, то кристаллизация без изменения состава в общем случае невозможна, так как один из компонентов должен входить в твердый раствор с увеличением химического потенциала.

Для осуществления кристаллизации без перераспределения необходимо предположить возможность захвата атомов одного сорта движутся границей раздела. Наиболее приемлемым в настоящее время является , по-видимому, подход, основанный на привлечении неравновесной термодинамики к рассмотрению явлений у фронта кристаллизации. Составы фаз у движущейся границы раздела приводятся в зависимость от скорости перемещения границы и градиентов химических потенциалов компонентов. Эта зависимость осуществляется через диагональные и перекрестные кинетические коэффициенты. Последние характеризуют влияние градиент химических потенциалов атомов сорта на поток атомов сорта, и наоборот.