Локальное разрушение структуры

Локальное разрушение структурыНа ранних стадиях спекания рост зерна до размеров больших, чем размеры частиц, маловероятен. Это видно который показывает, что миграция границы раздела зерен в перемычке будет неизбежно связана со значительным увеличением ее площади, а поэтому и энергии, связанной с ней. Граница раздела зерен таким образом находится в глубине энергетической ямы. Позже, когда окажется возможным слияние перемычек, движение границ раздела зерен станет более возможным и в конце концов фактор, контролирующий размер зерен, будет управлять процессом роста зерен в поликристаллическом теле, содержащем частицы рассеянной фазы.

В таких телах миграцию границ зерен вызывают капиллярные силы, связанные с их кривизной.

Эти силы действуют таким образом, что поверхности многогранного зерна, если они кривые, будут стремиться перемещаться в направлении центра их кривизны. Причиной кривизны границ зерен является поверхностное натяжение границы трех зерен, поверхности натяжения которых равны, и это может быть при достижении равновесия сил в пространстве, когда границы будут расходиться под углами, равными 120°. Вследствие этого многогранные зерна, имеющие большое количество граней (больше шести в двумерной системе), будут встречаться под углами более чем 120° и в основном иметь вогнутые поверхности.

Зерна с малым числом граней будут иметь выпуклые поверхности. Следовательно, большие зерна, которые имеют общую границу с маленькими зернами, будут стремиться расти за их счет.

Присутствие пор или частиц другой фазы препятствует росту зерен, так как при движении границы через пору или частицу поверхность последней становится частью поверхности границы, в результате чего она увеличивается, а это требует дополнительной энергии. Поэтому, когда при движении граница оказывается рядом с включением, оно образует в ней ямочки, причем поверхность продолжает движение в другом месте до тех пор, пока не появится возможность обойти эту примесь.

Если число включений около границы становится значительным, то даже сильная кривизна неспособна осуществить дальнейшее ее перемещение.

Комментарии запрещены.