Описать термодинамические основы фазовых превращений в металлах

Обновлено: 18.05.2024

Лекция 21.
Фазовые превращения
Фазы и фазовое равновесие. Термодинамический потенциал Гиббса как функция состояния. Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса. Скрытая теплота перехода. Диаграммы состояний. Тройная точка. Фазовые переходы второго рода. Аномалии теплового расширения при фазовых переходах.
Определения:
Фаза – макроскопически физически однородная часть вещества, отделенная от остальных частей системы границами раздела, так что она может быть извлечена из системы механическим путем. В системе может быть несколько твердых или жидких фаз, но не более одной газообразной фазы.
Фазовое равновесие – включает тепловое (равенство температур фаз) и механическое (равенство давлений по разные стороны границы раздела соприкасающихся фаз) равновесия.

Фазовые превращения
Примеры фазового превращения - изменения

Фазовые превращения
Условие равновесия фаз химически однородного вещества.
При равновесии системы температуры и давления всех фаз ее одинаковы.

Фазовые превращения
Теплота фазового превращения. В двухфазной равновесной системе при увеличении объема некоторая часть жидкости превращается в пар. При этом для поддержания постоянства температуры системе извне необходимо сообщать некоторое количество теплоты. Эта теплота идет на изменение фазового состояния вещества и называется теплотой фазового превращения или скрытой теплотой перехода.

Фазовые превращения
Скрытая теплота затрачивается на преодоление сил притяжения или, иначе говоря, на компенсацию отрицательной потенциальной энергии притяжения между молекулами. Очевидно, что с повышением температуры скрытая теплота перехода фиксированной массы вещества уменьшается, а при критической температуре она равна нулю.
Фазовые переходы первого рода. Фазовые переходы с поглощением или выделением скрытой теплоты перехода называются фазовыми переходами первого рода.
Наряду с ними существуют другие типы фазовых переходов, не связанных со скрытой теплотой перехода.

Фазовые превращения
Уравнение Клапейрона — Клаузиуса
Вывод уравнения. С увеличением температуры давление насыщенных паров увеличивается. Рассмотрим бесконечно малый обратимый цикл Карно, изотермами в котором являются состояния двухфазной системы при температурах Т и Т- dT.
Работа в этом цикле
и, следовательно, коэффициент полезного действия
где L — скрытая теплота перехода данной массы вещества. С другой стороны, для цикла Карно коэффициент полезного действия

Фазовые превращения
Приравнивая выражения для КПД, находим уравнение
называемое уравнением Клапейрона — Клаузиуса. Оно связывает давление, при котором находится в равновесии двухфазная система, с температурой. Если известны скрытая теплота перехода L и объемы жидкой V2 и газообразной V1 фаз как функции
температуры, то решение дифференциального уравнения позволяет найти давление как функцию температуры.
Уравнение впервые было получено в 1834 г. французским инженером Б. П. Э. Клапейроном (1799 — 1864), рассмотревшим цикл, в котором рабочим телом является система из жидкости и насыщенного пара. В дальнейшем это уравнение было выведено Р. Ю. Клаузиусом (1822 — 1888) на основании второго начала термодинамики.

Фазовые превращения
Фазовая диаграмма. Объем данной массы пара V1 больше, чем объем жидкости. Поэтому dp/dT> 0. Это означает, что давление равновесия фаз увеличивается с ростом температуры. На рисунке изображена кривая р(Т), точки которой дают определенное соотношение между давлением и температурой, при котором возможно равновесное состояние двухфазной системы. Этот график называется фазовой диаграммой. Кривая начинается в точке А. Это тройная точка, в которой в равновесии находятся три фазы (жидкая, газообразная и твердая).
Отметим, что кроме рассматриваемой кривой в этой точке сходятся еще две кривые, не показанные на этом рисунке.
Кривая р = р(Т) заканчивается в точке К, которая описывает критическое состояние.

Фазовые превращения
Из газообразного состояния (т. N) можно перейти в жидкое состояние (т. М) двумя способами. При переходе по NRM необходимо пройти двухфазное состояние. Но можно при переходе из N в М миновать двухфазное состояние. Для этого надо идти по пути NN'R'M'M. В точке R' совершается переход из газообразного состояния в жидкое, но этот переход происходит при критической температуре, когда нет различия между жидким и газовым состояниями и всегда в процессе перехода имеется лишь одна фаза.
Область применимости. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса по смыслу его вывода относится не только к фазовому переходу жидкость — пар. Оно применимо ко всем фазовым переходам первого рода. Явление кристаллизации, т. е. переход вещества из жидкого состояния в твердое, является другим примером фазового перехода первого рода. В этом процессе участвует скрытая теплота кристаллизации (или плавления). Поэтому к нему также применимо уравнение Клапейрона - Клаузиуса.

Фазовые превращения
Приближенный интеграл уравнения Клапейрона — Клау-
Клаузиуса. Для того чтобы проинтегрировать уравнение, необходимо прежде всего найти зависимость теплоты испарения от температуры. К состоянию пара при температуре Т и давлении р от жидкости при температуре Т0 и давлении р0 можно прийти двумя путями: испарить жидкость при температуре Т0 и нагреть пар при постоянном давлении до температуры Т. Затрачиваемая на моль энергия равна
где L0 — теплота испарения, при Т0 равная приблизительно теплоте испарения при давлении р0 насыщенного пара.
В первом случае жидкость сначала нагревается до Т, а затем испаряется. Теплоту испарения при температуре Т обозначим L(T). Во втором случае затрачивается энергия

Фазовые превращения
Из закона сохранения энергии следует, что
т.е.
Тогда
Молярным объемом жидкости можно пренебречь по сравнению с молярным объемом газа (Vm2

Фазовые превращения
Интегрирование приводит к формуле
О точности этих формул дают представление следую-
следующие данные. Известно, что давление насыщенного водя-
водяного пара при 100°С составляет 1,013∙105 Па, а теплота
испарения равна 2,25 МДж/кг. Исходя из этих данных, по формуле теплота испарения L(T) при температуре 150°С равна 2,12 МДж/кг, а экспериментальное значение равно 2,11 МДж/кг. Для давления при этой температуре по формуле получается 4,55∙ 105 Па, а экспериментальное значение 4,76 ∙105 Па. Эти расхождения, обусловлены главным образом использованием приближения идеального газа. Ошибка увеличивается при приближении к критическому состоянию.

Фазовые превращения
Кривые (АС, АВ, АD)
испарения 12 (равновесие жидкость-пар),
плавления 23 (равновесие тв.тело-жидкость),
возгонки 31 (равновесие тв.тело-жидкость).
А – тройная точка

2.1 Фазовые превращения в металлах и сплавах

Основное количество конструкционных материалов получается в процессе кристаллизации из жидкого состояния. В зависимости от температуры любое вещество (система) может быть в твердом, жидком или в газообразном состоянии. В физической химии системой называют совокупность индивидуальных веществ (химических элементов, независимых химических соединений), между которыми или частями которых обеспечена возможность обмена энергией, а также процессов диффузии.

Вещества, которые образуют систему, называются компонентами системы. Компоненты в системе присутствуют в разных фазах.

Фазой называется однородная часть системы, отграниченная от другой части системы поверхностью раздела, при переходе через которую свойства изменяются скачком.

При переходе из жидкого состояния в твердое образуется кристаллическая решетка, возникают кристаллы. Такой процесс называется кристаллизацией.

В природе все самопроизвольно протекающие превращения, а следовательно, кристаллизация и плавление обусловлены тем, что новое состояние в новых условиях является энергетически более устойчивым, обладает меньшим запасом энергии.

Для начала кристаллизации необходимо, чтобы процесс был термодинамически выгоден системе и сопровождался уменьшением свободной энергии системы. Температура, при которой практически начинается кристаллизация, может быть названа фактической температурой кристаллизации. Эта температура обычно ниже теоретической (равновесной) температуры кристаллизации.

Охлаждение жидкости ниже равновесной температуры кристаллизации называется переохлаждением.

Величиной или степенью переохлаждения называют разность между теоретической и фактической температурами кристаллизации.

Если, например, теоретическая температура кристаллизации сурьмы равна 631°С, а до начала процесса кристаллизации жидкая сурьма была переохлаждена до 590°С и при этой температуре закристаллизовалась, то степень переохлаждения (п) определяется разностью:

Процесс перехода металла из жидкого состояния в кристаллическое можно изобразить кривыми в координатах время – температура (рис. 2.1). Охлаждение металла в жидком состоянии сопровождается плавным понижением температуры и может быть названо простым охлаждением, так как при этом нет качественного изменения состояния. При достижении температуры кристаллизации на кривой температура – время появляется горизонтальная площадка (рис. 2.1, кривая 1), так как отвод тепла компенсируется выделяющейся при кристаллизации скрытой теплотой кристаллизации. По окончании кристаллизации, т.е. после полного перехода в твердое состояние, температура снова начинает снижаться, и твердое кристаллическое вещество охлаждается. Теоретически процесс кристаллизации изображается кривой 1.

Кривая 2 показывает реальный процесс кристаллизации. Жидкость непрерывно охлаждается до температуры переохлаждения Т_п, лежащей ниже теоретической температуры кристаллизации Т_s. При охлаждении ниже температуры Т_s создаются энергетические условия, необходимые для протекания процесса кристаллизации.

У некоторых металлов из-за большого переохлаждения скрытая теплота плавления выделяется в первый момент кристаллизации настолько бурно, что температура скачкообразно повышается, приближается к теоретической (рис. 2.1, кривая 3) Так кристаллизуется, например, сурьма.

Чем больше скорость охлаждения, тем больше величина переохлаждения. Для того чтобы полностью переохладить металл в жидком состоянии, требуются большие скорости охлаждения (миллионы и даже миллиарды градусов в секунду), охлаждение жидкого металла до комнатной температуры следует проводить так, чтобы получить переохлажденный жидкий металл (т.е.

металл, не имеющий кристаллического строения) за ничтожную долю секунды. Такой металл называется аморфным или металлическим стеклом.

Рис. 2.1. Кривые охлаждения при кристаллизации

Еще в 1878 г. Д.К. Чернов, изучая структуру литой стали, указал, что процесс кристаллизации состоит из двух элементарных процессов. Первый процесс заключается в зарождении мельчайших частиц кристаллов, которые Чернов называл «зачатками», а теперь их называют зародышами, или центрами кристаллизации. Второй процесс состоит в росте кристаллов из этих центров (рис 2.2).

Рис. 2.2. Модель процесса кристаллизации по секундам

Рассмотрение подобных схем кристаллизации позволяет объяснить два важных момента:

1) по мере развития процесса кристаллизации в нем участвует все большее и большее число кристаллов. Поэтому процесс вначале ускоряется, пока в какой-то момент взаимное столкновение растущих кристаллов начинает заметно препятствовать их росту. Рост кристаллов замедляется еще и потому, что количество жидкости, в которой образуются новые кристаллы, становится все меньше;

2) в процессе кристаллизации, пока кристалл окружен жидкостью, он часто имеет правильную форму, но при столкновении и срастании кристаллов их правильная форма нарушается. Внешняя форма кристалла оказывается зависимой от условий соприкосновения растущих кристаллов. Вот почему кристаллы металла, зерна (кристаллиты) не имеют правильной формы.

Не только в жидких расплавах, но и при превращении в твердом состоянии новая форма также образуется путем зарождения и роста кристаллов; скорость этих процессов зависит от переохлаждения.

В отличие от кристаллизации из жидкости процесс превращения в твердом состоянии (перекристаллизация) обычно протекает при сильном переохлаждении.

Реально протекающий процесс кристаллизации усложняется действием различных факторов, в столь сильной степени влияющих на процесс, что роль степени переохлаждения может стать в количественном отношении второстепенной.

При кристаллизации из жидкого состояния для скорости течения процесса и для формы образующихся кристаллов первостепенное значение приобретают такие факторы, как скорость и направление отвода тепла, наличие нерастворившихся частиц (которые могут служить готовыми центрами кристаллизации), конвекционных токов жидкости. В направлении отвода тепла кристалл растет быстрее, чем в другом направлении.

Атомы любого элемента могут образовать, если исходить только из геометрических соображений, любую кристаллическую решетку. Однако устойчивой, а следовательно реально существующей, является решетка, обладающая наиболее низким запасом свободной энергии.

В ряде случаев при изменении температуры или давления может оказаться, что для того же металла более устойчивой будет другая решетка, не та, которая была при другой температуре или давлении. Так, например, существует железо с решетками объемно-центрированного и гранецентрированного кубов; обнаружен кобальт с гранецентрированной и с гексагональной решетками.

Существование одного металла (вещества) в нескольких кристаллических формах носит название полиморфизма, или аллотропии. Различные кристаллические формы одного вещества называются полиморфными, или аллотропическими модификациями.

Аллотропические формы обозначаются греческими буквами , , и т.д., которые в виде индексов добавляют к символу, обозначающему элемент. Аллотропическая форма, существующая при самой низкой температуре, обозначается буквой , следующая – и т.д.

3.Термодинамические основы фазовых превращений. Процессы плавления и кристаллизации.

Фа́зовый перехо́д (фазовое превращение) в термодинамике — переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. С точки зрения движения системы по фазовой диаграмме при изменении её интенсивных параметров (температуры, давления и т. п.), фазовый переход происходит, когда система пересекает линию, разделяющую две фазы. Поскольку разные термодинамические фазы описываются различными уравнениями состояния, всегда можно найти величину, которая скачкообразно меняется при фазовом переходе.

Поскольку разделение на термодинамические фазы — более мелкая классификация состояний, чем разделение по агрегатным состояниям вещества, то далеко не каждый фазовый переход сопровождается сменой агрегатного состояния. Однако любая смена агрегатного состояния есть фазовый переход.При фазовом переходе первого рода скачкообразно изменяются самые главные, первичные экстенсивные параметры: удельный объём, количество запасённой внутренней энергии, концентрация компонентов и т. п. Подчеркнём: имеется в виду скачкообразное изменение этих величин при изменении температуры, давления и т. п., а не скачкообразное изменение во времени.Наиболее распространённые примеры фазовых переходов первого рода:

1)плавление и кристаллизация 2)испарение и конденсация

3)сублимация и десублимация

При фазовом переходе второго рода плотность и внутренняя энергия не меняются, так что невооружённым глазом такой фазовый переход может быть незаметен. Скачок же испытывают их производные по температуре и давлению: теплоёмкость, коэффициент теплового расширения, различные восприимчивости и т. д.

Кристаллиза́ция — процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов. Фазой называется однородная часть термодинамической системы отделённая от других частей системы(других фаз) поверхностью раздела, при переходе через которую химический состав, структура и свойства вещества изменяются скачками.Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершённых атомных слоев (ступени) при росте движутся вдоль грани. Зависимость скорости роста от условий кристаллизации приводит к разнообразию форм роста и структуры кристаллов (многогранные, пластинчатые, игольчатые, скелетные, дендритные и другие формы, карандашные структуры и т. д.). В процессе кристаллизации неизбежно возникают различные дефекты.

Плавле́ние — это процесс перехода тела из кристаллического твёрдого состояния в жидкое, то есть переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. Плавление происходит с поглощением удельной теплоты плавления и является фазовым переходом первого рода, которое сопровождается скачкообразным изменением теплоёмкости в конкретной для каждого вещества температурной точке превращения — температура плавления. Поясним почему при некоторой температуре тело предпочитает разорвать часть межатомных связей и из упорядоченного состояния (кристалл) перейти в неупорядоченное (жидкость). Как известно из термодинамики, при фиксированной температуре тело стремится минимизировать свободную энергию F=U-TS . При низких температурах второе слагаемое (произведение температуры и энтропии) несущественно, и в результате всё сводится к минимизации обычной энергии U. Состояние с минимальной энергией — это кристаллическое твёрдое тело. При повышении температуры, второе слагаемое становится всё важнее, и при некоторой температуре оказывается выгоднее разорвать некоторые связи. При этом обычная энергия U слегка повысится, но при этом сильно возрастет и энтропия, что в результате приведёт к понижению свободной энергии.

Общие закономерности фазовых превращений в твердом состоянии

Как известно, при постоянных температуре и объеме все самопроизвольные процессы в системе идут в сторону уменьшения свободной энергии. Равновесное состояние характеризуется минимальным значением свободной энергии.

Свободная энергия (или изохорноизотермный потенциал), являющаяся характеристической функцией системы, определяется следующим соотношением:

где: U — внутренняя энергия; S — энтропия; Т — абсолютная температура.

В металлических сплавах фазовые превращения в твердом состоянии сопровождаются относительно небольшими изменениями объема. Пренебрегая этими малыми объемными изменениями, можно использовать свободную энергию для анализа закономерностей фазовой перекристаллизации.

Свободная энергия любой фазы зависит от температуры. Чтобы установить характер этой зависимости, возьмем первую и вторую производные от F по Т.

Полный дифференциал

Обобщенное уравнение первого и второго законов термодинамики для обратимых процессов имеет следующий вид:

Если А — это работа расширения (pdV), то для изохорных процессов при V = const dA = 0 и TdS = dU.

После подстановки в выражение для полного дифференциала dF значения dU — TdS получаем dF — SdT, откуда

Так как энтропия всегда положительна, то (dF/dT)_V является отрицательной величиной, т. е. с ростом температуры свободная энергия всегда уменьшается.

Зависимость свободной энергии двух фаз от температуры

Вторая производная

С повышением температуры энтропия всегда возрастает; следовательно (dS/dT)_V — положительная, а (d 2 F/dT 2 )_V отрицательная величина. Это означает, что кривые, показывающие зависимость свободной энергии от температуры, должны быть всегда обращены вогнутостью к оси температур, а не наоборот, как их часто наверно изображают.

Рассмотрим процесс фазового превращения в однокомпонентной системе, в частности полиморфное превращение в металле.

Если две фазы однокомпонентной системы могут находиться в равновесии, то кривые свободных энергий этих фаз должны пересекаться при этой температуре.

Точка пересечения кривых показывает равенство свободных энергий двух фаз и соответствует температуре их устойчивого равновесия (Т₀).

Из графика на рисунке видно, что ниже температуры Т₀ α-фаза обладает меньшей свободной энергией, чем β-фаза. Так как система стремится уменьшить свою свободную энергию, то при охлаждении β-фаза должна при температурах ниже T₀ превратиться в α-фазу.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Кинетика кристаллизационных процессов в твердом состоянии определяется двумя параметрами — скоростью зарождения центров превращения и линейной скоростью роста из этих центров. Как было показано выше, оба параметра кристаллизации зависят от…

С практической точки зрения ничтожная степень превращения в инкубационный период не принимается во внимание, поэтому вполне целесообразно говорить о конце инкубационного периода как о начале превращения, всегда мысленно подразумевая, что…

Широкому использованию диаграмм изотермических превращений способствует то, что они строятся в тех же координатах температура — время, в которых изображают режимы нагрева и охлаждения при термической обработке. С помощью С-диаграмм…

Образование стабильной фазы приводит систему в состояние с абсолютным минимумом свободной энергии. Однако при определенных условиях зарождается и растет не абсолютно стабильная, а метастабильная фаза, образование которой приводит систему в…

Если в системе могут существовать разные метастабильные фазы, то при данной степени переохлаждения с увеличением времени выдержки вначале из-за большей скорости зарождения будет образовываться метастабильная фаза, у которой минимальна работа…

С ростом температуры равновесная сегрегация размывается тепловым движением и при достаточно высокой температуре практически полностью рассасывается. Так как вокруг атомов растворенного элемента в объеме кристалла решетка всегда искажена, то, следовательно,…

Вокруг дислокации существует поле упругих напряжений. Например, в случае краевой дислокации под краем неполной атомной плоскости находится область растяжения, а над этим краем — область сжатия. Поэтому структурное несоответствие зародыша…

На поверхности усадочных и газовых микропор, микротрещин и других несплошностей, возникающих по границам и внутри зерен при кристаллизации, пластической деформации и термической обработке, а также на открытой поверхности изделия, зарождение…

Зарождение новой фазы, происходящее совершенно случайным образом в разных местах объема исходной фазы, называют гомогенным. Одним из механизмов гомогенного зарождения является флуктуационное образование критических зародышей (смотрите Термодинамика фазовых превращений). Сами…

Облегчение зарождения на границах зерен исходной фазы можно объяснить так же, как и предпочтительное зарождение кристаллов на включениях в расплаве. Это явление можно трактовать и несколько по-иному: при образовании зародыша…

Поверхностная энергия на границе зародыша с исходной фазой зависит от строения этой границы. Различают три типа межфазных границ: когерентные, полукогерентные и некогерентные. На когерентной границе решетка одной фазы плавно переходит…

Согласно оценочным расчетам, поверхностная энергия когерентной границы не превышает 200 эрг/см2, у полукогерентной равна 200 — 500 эрг/см2, а у некогерентной составляет 500 — 1000 эрг/см2. Следовательно, при прочих равных…

Кинетика фазовых превращений

Кинетика фазового превращения при определенном переохлаждении или перегреве изображается кинетической кривой, которая показывает нарастание количества новой структурной составляющей во времени.

Кинетика фазового превращения при постоянной температуре

Кинетика фазового превращения при постоянной температуре:

1 — кинетическая кривая;
2 — зависимость истинной объемной скорости превращения от времен изотермической выдержки;
oa — инкубационный период;
ob — время полного превращения.

Кинетическую кривую для превращения, протекающего при охлаждении, строят следующим путем. Образец нагревают до температуры выше точки фазового равновесия. При этой температуре он может сколь угодно долго находиться в исходном фазовом состоянии.

Затем образец быстро переносят в термостат с температурой ниже точки фазового равновесия, т. е. температура термостата соответствует определенной степени переохлаждения. Термостатом может служить соляная или масляная ванны, а также ванна из расплавленного металла.

Образец должен быть тонким, чтобы он мог быстро принять температуру термостата. За степенью превращения в образцах, находящихся в термостате, следят по изменению каких-либо свойств, например магнитных или электрических. Можно также закаливать образцы из термостата через определенные промежутки времени и измерять свойства или изучать микроструктуру закаленных образцов при комнатной температуре.

Аналогичным путем строят кинетические кривые для превращений, протекающих при нагревании. В этом случае образец с исходной температуры, которая ниже точки фазового равновесия, быстро переносят в термостат с температурой, соответствующей определенной степени перегрева.

Все изотермические кристаллизационные процессы характеризуются следующей кинетикой. Вначале объем, испытавший превращение, растет с ускорением, а к концу превращения приращение этого объема резко замедляется. Таким образом, при постоянной температуре истинная объемная скорость превращения меняется в процессе самого превращения. Для каждого момента времени истинная объемная скорость превращения определяется графически по тангенсу угла наклона касательной к кинетической кривой.

Низкая объемная скорость в начальный период объясняется небольшим числом образовавшихся центров превращения и малой поверхностью новой структурной составляющей. Постепенно нарастает число центров, увеличиваются размеры новой составляющей и суммарная поверхность фронта кристаллизации, поэтому объемная скорость превращения, пропорциональная площади этой поверхности, возрастает.

Однако эта скорость не может непрерывно возрастать со временем изотермической выдержки. Наступающее замедление процесса, особенно ярко выраженное к концу превращения, объясняется тем, что растущие кристаллы соприкасаются между собой и в (местах стыка рост их прекращается, т. е. поверхность фронта превращения sτ уменьшается.

Максимум истинной объемной скорости превращения соответствует точке перегиба на кинетической кривой и достигается примерно тогда, когда половина объема претерпела превращение. Теперь понятно, почему каждая степень переохлаждения выше характеризовалась средней скоростью превращения (смотрите рисунок Зависимость средней скорости фазового превращения).

В результате математического анализа кинетики фазовых превращений, выполненного А. Н. Колмогоровым и И. Л. Маркиным, получена следующая зависимость превращенного объема от времени превращения т при постоянных величинах с. з. д. (n) и л. с. р. (с):

где: V₀ — начальный объем исходной фазы.

Эта формула соответствует характеру кривой на рисунке Кинетика фазового превращения при постоянной температуре. При ее выводе предполагалось, что кристаллы новой фазы до момента соприкосновения одного с другим имеют сферическую форму.

В самый начальный период изотермической выдержки превращения не наблюдается (отрезок oa на рисунке Кинетика фазового превращения при постоянной температуре).

Этот период называется инкубационным. Ранее предполагалось, что в инкубационный период собственно превращения не происходит, а внутри исходной фазы идет только подготовка к образованию центров кристаллизации.

Но математический анализ кинетики кристаллизации и тщательно поставленные опыты показали, что превращение идет с самого начала изотермической выдержки. В инкубационный период количество образовавшихся новых кристаллов настолько мало, что превращение не фиксируется обычными методами исследования.

Конец инкубационного периода (точка а на рисунке) — это фиксируемое данным методом начало превращения. Чем чувствительнее метод исследования, тем раньше обнаруживается появление новой структурной составляющей.

Читайте также: