Кинетика затвердевания переохлажденной жидкости при конкурентном образовании нескольких твердотельных фаз

Abstract

Процесс затвердевания охлаждаемой с постоянной скоростью жидкости рассмотрен с учетом конкурент­ ного образования и роста кристаллических и некристаллических зародышей. Использованы результаты опи­ сания кинетики зарождения и роста некристаллических зародышей (кластеров) и обобщенное на случай конкурентного двух компонентного фазового превращения уравнение Колмогорова. В результате численного интегрирования кинетических уравнений установлена зависимость структуры твердого тела от скорости охлаждения. Исследованы функции распределения кристаллитов и кластеров по размерам при различных скоростях охлаждения и определены условия, при которых формируются поликристаллические, аморфно­ кристаллические и поликластерные аморфные твердые тела. Выяснено влияние кластеризации жидкости на скорость кристаллизации.

Процес затвердіння охолоджуємо! з постійною швидкістю рідини розглядається з урахуванням конку­ рентною утворення і росту кристалічних і некристалічних зародків. Використовано результати опису кінетики зародження і росту некристалічних зародків (кластерів) і узагальнене на випадок конкурентного двохкомпонентного фазового перетворення рівняння Колмогорова. У результаті чисельного інтегрування кінетичних рівнянь встановлено залежність структури твердого тіла від швидкості охолодження. Досліджено функції розподілу кристалітів і кластерів за розмірами при різних швидкостях охолодження і визначено умови, при яких формуються полікристалічні, аморфно-кристалічні та полікластерні аморфні тверді тіла. З ’ясовано вплив кластерізації рідини на швидкість кристалізації.

The process of solidification of the liquid quenched with a constant cooling rate is considered allowing for the competitive formation and growth of crystalline and non-crystalline embryos. The results of description of the non-crystalline embryos (clusters) nucléation, the growth kinetics and the Kolmogorov equation general­ ized for the case the competitive two-component phase transformation are used. The dependence of the solid structure on the cooling rate is found through numerical inegration of the kinetic equations. The crystallites and clausters distributions in sizes are studied at different coling rates, and the conditions of the formation of polycrystalline, amorphous-crystalline and polyciuster amorphous solids are defined. The effect of liquid clus­ terization on the crystallization rate is found.