Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Fázisátalakulások Kristályosodás, megolvadás (halmazállapot változás) Szilárd állapotban végbemenő fázisátalakulások allotróp átalakulás, újrakristályosodás,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Fázisátalakulások Kristályosodás, megolvadás (halmazállapot változás) Szilárd állapotban végbemenő fázisátalakulások allotróp átalakulás, újrakristályosodás,"— Előadás másolata:

1 1 Fázisátalakulások Kristályosodás, megolvadás (halmazállapot változás) Szilárd állapotban végbemenő fázisátalakulások allotróp átalakulás, újrakristályosodás, szegregáció, … diffúziós (egyedi atomi mozgás) martenzites (kollektív atomi mozgás, diffúzió nélkül) T, P, C változása  új (egyensúlyi) állapot Új fázis(ok): stabil, metastabil Fázisátalakulás: folyamat, amelynek során a régi fázis(ok)ból új, más szerkezetű (rács, szövet) vagy halmazállapotú fázis(ok) keletkeznek.

2 2 Fázisátalakulások termodinamikai hajtóereje Pl: Színfémek kristályosodása F = U - TS Hajtóerő:  F Olvadás/dermedés pont  F=0   T (túlhűtés) Sz=K-F+1=1-2+1=0 (nonvariáns)

3 3 Fázisátalakulás (kristályosodás): 1.Csíraképződés, nukleáció (homogén, heterogén) 2.Kristályok növekedése Jelentős anyagtranszport (diffúzió) Homogén csíraképződés (nukleáció) Csíra: gömb (r)  F V : szabadenergia csökkenés (térfogategységenként)  : határréteg szabadenergiája (felületegységenként) Diffúziós fázisátalakulások kinetikája

4 4 Kritikus csíraméret Stabil, instabil Aktiválási energia

5 5

6 6 Túlhűtés nélkül nem lehetséges fázisátalakulás. Lehülési görbe (10-15%)

7 7 Diffúziós fázisátalakulási (kristályosodási) folyamat időbeli lefolyása Mag keletkezési gyakoriság (kristályosodási képesség, nukleációs ráta) Magok növekedési sebessége Szemcseméret (N, G) N kicsiN nagy G kicsiFinom szemcsék G nagyNagy szemcsék

8 8 lappangási, inkubációs idő Átalakult fázis mennyisége: szigmoid görbe Átalakulás sebessége: Avrami - egyenlet

9 9 Izotermikus átalakulási diagramok Time - Temperature - Transformation (TTT) Gyors hűtés, hőntartás: átalakulás kezdete, befejeződése. Termodinamikailag- kontrolált tartomány Diffúzió-kontrolált tartomány.

10 10 Heterogén magképződés Csíraképződési valószínűség inhomogén a térfogatban. Idegen kristálycsírák. Additív hatás. Ötvözet beoltása. Túlhűtés mértéke kisebb.

11 11 Szemcseméret hatása a mechanikai tulajdonságokra Folyáshatár Hall-Petch egyenlet R e : polikristályos folyáshatár R 0 : egykristályos folyáshatár d: szemcseméret Kifáradási tulajdonságok Alakíthatóság

12 12 Kristályosodási mechanizmusok és formák Poliéderes kristályosodás Dendrites kristályosodás Dendron

13 13 Sugaras (oszlopos dendrites) alakanizotrópia Szferolitos sphero - litos Magnézium, cérium (gömbgrafitos öntvény)

14 14 Allotrópia, polimorfizmus Egyensúlyi rácstípus (T, P) allotróp átalakulás, allotróp módosulat szilárd - szilárd fázisátalakulás Sn (ónpestis)  Sn (gyémánt rács)   Sn (tetragonális) 13,2 C  Bíborpestis (Al-Au)

15 15 Bíborpestis témakör!!!! IDE

16 16 Fe allotróp átalakulásai ferrit - ausztenit tkk  fkk (911°C, 1,04 %)

17 17 Újrakristályosodás Képlékeny hideg alakítás + hőkezelés (T homológ > 0,5) Hajtóerő: ponthibák + diszlokációk energiája 1.Megújulás, poligonizáció 2.Újrakristályosodás 3.Szemcsedurvulás 4.Másodlagos újrakristályosodás Újrakristályosodási diagram Ötvözők lassítják (Cottrell) Diszlokációk gyorsítják. Csíraképződés, diffúzió, szemcsenövekedés termikusan aktivált Van lappangási idő. De: túlhűtés nem értelmezhető. Nincs C-görbe.

18 18 Egykristályok előállítása Czochralski (tömeggyártás) Bridgemann (kísérleti) Függőzónás Epitaxiális Nagytisztaságú anyagok előállítása Zónás tisztítás

19 19

20 20

21 21

22 22

23 23

24 24 Átmérő 300 mm (12-in.) ; hosszúság 1.5 ; tömege 275 kg. (Photograph courtesy of MEMC Electronics Intl.)

25 25 Bridgeman módszer

26 26 Problémák: allotróp átalakulás Czochralski:koncentráció változás (olvadék pótlás) diszlokáció sűrűség csökkentése eltérő parciális gőznyomások (pl: GaAs) Bridgemann: koncentráció változás (hosszirányú) hőmérséklet gradiens biztosítása kis átmérő

27 27 Szegregáció jelensége Szegregációs-, megoszlási állandó

28 28 Nagytisztaságú anyagok előállítása (zónás tisztítás)

29 29 Tisztítás van ha: k < 1 Többszörös zónázás

30 30


Letölteni ppt "1 Fázisátalakulások Kristályosodás, megolvadás (halmazállapot változás) Szilárd állapotban végbemenő fázisátalakulások allotróp átalakulás, újrakristályosodás,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések