得细小的等轴晶,砂型铸造往往得到较粗的等轴晶。215单晶的制取
f单晶是电子元件和激光元件的重要原料。金属单晶也开始应用于某些特殊场合如喷气发动机叶片等。
根据结晶理论,制备单晶的基本要求是液体结晶时只存在一个晶核,要严格防止另外形核。
单晶制取
想一想根据制备单晶的基本要求请设计一种单晶制取方法。
单晶的制取根据结晶理论,制备单晶的基本要求是液体结晶时只存在一个晶核,并且严格防止另外形核。单晶可用下列两种方法制取。1尖端形核法将原料放入一个尖底的园柱形坩埚中加热熔化然后让坩埚缓慢地向冷却区下降底部尖端的液体首先达到过冷状态,开始形核。恰当控制各种因素,就可能形成一个晶核。随着坩埚的继续缓慢下降,晶体不断长大而获得单晶。2.垂直提拉法先将坩埚中原料加热熔化,并使其温度保持在稍高于材料的熔点之上。将籽晶夹在籽晶杆上。然后让籽晶与熔体接触。将籽晶一面转动一面缓慢地拉出,即长成一个单晶。这种方法广泛地用于制取电子工业中应用的单晶硅。
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合金的结晶
合金的结晶过程较为复杂通常运用合金相图来分析合金的结晶过程。相图是表明合金系中各种合金相的平衡条件和相与相之间关系的一种简明示图,也称为平衡图或状态图。平衡是指在一定条件下合金系中参与相变过程的各相的成分和相对重量不再变化所达到一种状态。此时合金系的状态稳定,不随时间而改变。合金在极其缓慢冷却的条件下的结晶过程,一般可以认为是平衡的结晶过程。在常压下,二元合金的相状态决定于温度和成分。因此二元合金相图可用温度成分坐标系的平面图来表示。铜镍二元合金相图是一种最简单的基本相图。图中的每一点表示一定成分的合金在一定温度时的稳定相状态。例如,点表示,30Ni的铜镍合金在1200℃时处于液相L固相αA含的铜镍合金在1000℃时处于单一α固相状态。的两相状态B点表示含60Ni
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二元合金的结晶
一发生匀晶反应的合金的结晶
fCuNi相图为典型的匀晶相图。
相图中acb线为液相线该线以上合金处于液相adb为固相线该线以下合金处于固相。液相线和固相线表示合金系在平衡状态下冷却时结晶的始点和终点以及加热时熔化的终点和始点。
单相区
L为液相是Cu和Ni形成的液溶体
α
为固相是Cu和Ni组成的无限固溶体。
双相区
Lα
相区。
FeCr、AuAg合金也具有匀晶相图。
以b点成分的合金Ni含量为b为例分析结晶过程。
在1点温度以上合金为液相L。缓慢冷却至12温度之间时r