To tylko jedna z 4 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
1 slajd: W klasycznym modelu spiekania zakłada się, że głównym czynnikiem hamującym rozrost ziarn są wtrącenia fazy gazowej - pory, dlatego przyjmuje się za Zenerem, że istnieje graniczna wielkość ziarn Dkr, zależna od udziału objętościowego porów fw i ich średniego rozmiaru Dw.
Dkr=Dw/fw
Jeżeli wielkość ziarn jest większa od wielkości krytycznej - rozrost nie zachodzi, w przeciwnym razie rozrost zachodzi do momentu zrównania wielkości ziarn z wielkością Dkr. Szczególnego rodzaju wtrąceniem jest faza gazowa - pory, których udział objętościowy i rozmiary zmniejszają się w trakcie procesu. Jeżeli przyjąć, że rozmiar porów zamkniętych jest równy 1/10 średniego rozmiaru ziarn, wówczas rozrost ziarn nie może zachodzić, o ile udział objętościowy porów nie zmniejszy się do wielkości mniejszej niż 0.1. Istotnie, w tym zakresie porowatości obserwuje się wyraźne przyspieszenie procesów rozrostu ziarn. 2 slajd Hamowanie rozrostu ziaren w świetle termodynamiki Przyczynę hamującego wpływu domieszek na rozrost łatwo zrozumieć, odwołując się do termodynamiki ( 2 ). Samorzutny proces przemieszczania się granicy wiąże się ze spadkiem potencjału termodynamicznego układu, określonym przez liczbę atomów przechodzących z ziarna do ziarna. Jeżeli wędrująca granica napotka wtrącenia, pojawia się dodatkowy spadek potencjału termodynamicznego wynikający z “wycięcia “ części granicy przez tkwiące w niej wtrącenia. Dalsza wędrówka granicy jest możliwa pod warunkiem, że spadek potencjału termodynamicznego związany z przemieszczeniem granicy jest większy, niż przyrost tego potencjału związany z odtworzeniem “wyciętej” części granicy. Dlatego też tylko dostatecznie duże wtrącenie może skutecznie zatrzymać ruch granicy. 3 slajd równowaga sił Powyższe jakościowo rozumowanie można przełożyć na model ilościowy rozpatrując równowagę sił powodujących przemieszczanie granicy i sił hamujących jej ruch ( 3 ). Zwróćmy uwagę, że są to w istocie wielkości o wymiarze naprężenia. Przyrównanie obydwu tych wielkości prowadzi do rezultatu identycznego, jak przedstawiona wcześniej zależność empiryczna. 4 slajd rozrost ziarn Rozrost ziarn w przypadku występowania w materiale pozostałości fazy gazowej w postaci porów zamkniętych może ( chociaż nie musi - o czym w jednym z następnych wykładów ) prowadzić do niekorzystnego zjawiska, jakim jest pozostawanie porów we wnętrzu ziarn ( 4 ). Pory takie nie mogą być wyeliminowane ze spieku, co zwykle w istotny sposób pogarsza jego własności mechaniczne. Powierzchnia poru jest uprzywilejowanym miejscem nukleacji pęknięć, co zwiększa gęstość szczelin krytycznych i obniża wytrzymałość materiału. 5 slajd rozrost ziarn Cd
(…)
… się szczelin na granicach międzyziarnowych ( 5 ).
6 slajd spowalnianie rozrostu ziarn
Szybkość rozrostu ziarn w spiekaniu zależy, jak wiadomo, od ruchliwości granic międzyziarnowych. Uzyskane przez nas wcześniej wyrażenie na ruchliwość granicy międzyziarnowej zawiera wyłącznie stałe fizyczne i wielkości charakterystyczne dla danego materiału, co sugeruje, że ruchliwość granic jest także pewnego rodzaju stałą…
… uśredniania ruchliwości. Prawo to jest dokładnie takie, jak prawo uśredniania prędkości w ruchu. Zauważmy, że postać wyrażenia na średnią ruchliwość Bn pokazuje, że o ruchliwości układu decyduje ruchliwość najwolniejszego elementu ( 2 ).
8 slajd hamowanie
Zakładając a priori, że w stanie ustalonym obydwie prędkości - granicy i domieszek są równe prędkości średniej, oraz że wartość prędkości średniej…
… się z prawa na lewo, wówczas siła wywierana przez granicę powoduje powstanie naprężeń ściskających po lewej stronie poru i rozciągających po prawej, co powoduje wytworzenie odpowiedniego gradientu potencjału chemicznego. Konsekwencją tego gradientu jest ruch masy z "czoła" poru, na jego "tył" i jej ruch zgodny z ruchem granicy. Mechanizmy przenoszenia masy są w istocie takie same jak typowe mechanizmy…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)