'єм збільшується в тисячі разів.
. Зміна термодинамічних функцій стану речовини (ентальпія і ентропія) на порядок менше, ніж зміна відповідних функцій при випаровуванні:
;
. Такі фізичні властивості, як електропровідність, магнітна проникність, теплопровідність при плавленні змінюються незначно (на кілька відсотків). При цьому для твердих металів поблизу температури плавлення характерні деякі властивості рідини, наприклад - плинність. Для рідкого металу поблизу температури затвердіння навпаки характерні ряд властивостей твердих тіл - опірність зрушенню. Водночас гази практично не чинять опір їх Формозміна.
. Рентгеноструктурний аналіз показує, що частки в рідинах, незначно перегрітих над точкою кристалізації розташовані не безладно, як в газах, а для них характерний «ближній» порядок розташування частинок (як у твердих тілах). Близький порядок - це геометрично правильне розташування атомів в певних місцях елементарних кристалічних граток в певній послідовності і на певній відстані.
1.2 Кристалізація сталевого злитка
Сталь в виливницях твердне у вигляді кристалів деревовидної форми - дендритів. Процес затвердіння складається з двох стадій: зародження кристалів і їх подальше зростання.
1.2.1 Механізм зародження кристалів
Розрізняють два типи зародження кристалів: гомогенне і гетерогенне. Гомогенне зародження кристалів - це утворення зародків кристала в обсязі рідкої фази. Гетерогенне зародження кристалів - це утворення зародків кристала на вже наявній міжфазної поверхні (неметалеві включення, стінки виливниць).
Механізм гомогенного зародження кристалів
У рідкому металі поблизу точки кристалізації безперервно утворюються угруповання атомів з упорядкованою структурою - зародки твердої фази. Проте одночасно відбувається руйнування більшої частини з них. Для того, щоб зародки стали термодинамічно стійкими, тобто здатними до подальшого зростання, необхідні певні умови.
Умови гомогенного зародження кристалів.
Перехід рідини в твердий стан і навпаки можливий, якщо вільна енергія системи (енергія Гіббса) зменшується. При температурі кристалізації вільна енергія рідкої і твердої фаз рівні і отже утворення зародка неможливо. Тому необхідно якийсь переохолодження розплаву. При конкретної величиною переохолодження здатними до подальшого зростання виявляються ті зародки, розмір яких перевищить критичний.
Критичний радіус зародка визначається за формулою:
, (1)
де - міжфазне натяг на межі рідкої і твердої фаз;
- температура початку кристалізації;
- прихована теплота кристалізації;
- величина переохолодження.
Тобто при збільшенні ступеня переохолодження () критичний радіус зародка зменшується і зростає інтенсивність утворення стійких зародків.
Фактично для реалізації механізму гомогенного зародження кристалів необхідна величина переохолодження становить 3000С. При гетерогенному зародженні кристалів досить переохолодження в кілька градусів.
1.2.2 Зростання кристалів
Зароджується кристал має правильну форму, проте через деякий час правильний ріст виниклого кристала припиняється і починається прискорене зростання його вершин, тобто гілок дендрита (рис. 1а). Пояснюється це тим, що кількість тепла, що виділяється при кристалізації, буде мінімальним у вершин і...
