18. Основные различия между механизмами спинодального распада и распада твердого раствора путем образования и роста зародышей новой фазы.

При условиях близких к равновесным, те при оч медленном охлаждении, интенсивность диффузии велика, и в каждый момент времени составы фаз достигают равновесных значений. При неравновесных условиях выделения второй фазы происходят путем образования и роста зародышей на наиболее энергетически выгодных местах (границах зерен). При распаде с образование зародышей, неизбежно растет свободная энергия на начальном этапе, из-за образования новой поверхности. Второй путь распада - спинодальный распад, когда расслоение твердого раствора происходит путем возникновения и развития концентрационных неоднородностей, как правило периодического профиля, без образования зародыша новой фазы, а следовательно без увеличения свободной энергии на начальном этапе.

Распад с образ зародышей разделяют на 2: непрерывный и прерывистый. При непрерывном с исходном твёрдом растворе образуются и растут отдельные выделения новой фазы, матрица обедняется одним из компонентов и в ней создается градиент концентраций. Кристаллы новой фазы будут расти за счет обычной нисходящей диффузии (показано стрелками на рис ), пока не установится расновесная концентрация с1.

Скорость роста контролируется коэффициентом объемной диффузии в матрице. При прерывистом распаде в зернах исходного перенасыщ раствора α0 зарождаются и растут ячейки (колонии) двухфазной смеси α1 и β. Причем у α1 таже решетка как у α0. Получается пластинчатая структура. Процесс контролируется диффузионным распределением компонентов между пластинами вдоль межфазной границы, тк пластины тонкие скорость высокая при низкой температуре.

Спинодальный распад наблюдается когда все 3 фазы (с исходной) характеризуются изоморфным строением( близкие параметры решеток, одинак типы).

Диаграмма с линией расслоение MKN и спинодалью RKV.

Ниже энергии Гиббса при разных Т. При Т1 и Т2 еще устойчив однофазный тв раствор. При Т3 энергия смеси G2 меньше чем раствора G1. В точках перегиба S1 и S2 вторая производная G равна нулю, а между ними меньше нуля. Именно в этом интервале сплавов малейшее расслоение приводит к уменьшению энергии Гиббса. Расслоение сплава С0 на Ср и Сq снижает энергию Гиббса до G3. Таким образом для сплавов лежащих по составу между S1и S2(спинодальные точки) распад происходит путем постепенного увеличения концентрации расслоения, начиная с близких к С0 (Ср и Cq) до равновесных.

На практике такой распад выглядит как образование флуктуационных волн концентраций. При спинодальном распаде восходящая диффузия, для понижения свободной энергии до G2.

19. Что такое движущая сила смещения границы зерна.

При температурах выше 0.3-0.4 Т_пл, когда протекает диффузия, происходит грануляция (спрямление границ) и рост зерен. Движущей силой грануляции является уменьшение свободной зернограничной энергии.

21. Какие могут быть источники движущей силы границ зерен.

Источники Движущей силы границы могут быть разные, т.е. разными могут быть причины различия уровня свободной энергии в соседних зернах, нап­ример, разные плотности дефектов структуры, разные концентрата примесей, разная упругая деформация, разная величина соседних зерен, и т.п.

Наиболее часто рассматриваемой движущей силой является различие в уровнях поверхностной энергии зерен различного радиуса.