М
с:
и
г
502
и являются также включения маточпои среды и посторонних частиц.
При К. из расплава дислокации возникают из-за термоупругих напряжений, вызванных нелинейным распределением темп-ры; при охлаждении уже выросших частей кристалла снаружи; при лилейном распределении темп-ры вдоль нормали к достаточно протяж╦нному фронту К,, если свободный температурный изгиб кристалла невозможен; наследованием из затравки. Поэтому выращивание бездислокацнопных кристаллов Si, GaAs, IP начинают с затравок малого диаметра и ведут в максимально однородном температурном ноле. Кристаллы могут содержать петли дислокаций размером меньше 1 нкм. Петли образуются как контуры дискообразных скоплений (кластеров) межузслышх атомов (или накансий), возникших в результате распада пересыщенного тв╦рдого раствора при охлаждении выросшего кристалла. Атомы примеси могут быть центрами зарождения кластеров.
Массовая К. При определ, условиях возможен; одно-врсм. рост множества кристаллов. Спонтанное массовое появление зародышей и их рост происходят, напр., при затвердевании отлишж металлов. Кристаллы зарождаются прежде всего на охлаждаемых стенках изложницы, куда заливается перегретый металл. Зародыши на стенках ориентированы хаотично, однако в процессе роста «выжинают» те из них, у к-рых направление макс, скорости роста перпендикулярно стенке (геометрич. отбор кристаллов). В результате у поверхности возникает т. н. столбчатая зона, состоящая из узких кристаллов, вытянутых вдоль нормали к поверхности.
Массовая К. в растворах начинается либо на спонтанно возникших зародышах, либо на специально введ╦нных затравках. Сталкиваясь в перемешиваемом растворе между собой, со стенками сосуда и мешалкой, кристаллики разрушаются и дают начало новым центрам К. (вторичное зарождение). Причиной вторичиого зарождения могут быть также мелкие обломки нависающих над гранью слоев, «запечатывающих» плоские параллельные грани, включения маточного раствора. В металлургии используют сильные жшвективные потоки, обламывающие дендритные кристаллы и разносящие центры К. по всему объ╦му, иногда применяют УЗ-дробление растущих кристаллов. Массовой К. очищают вещества от примеси (/£<!). Массовая К. из газовой фазы (в т. ч. из плазмы) используется для получения ультраднсиерспых порошков с размерами кристалликов до J0~e см и менее. Необходимые для этого высокие переохлаждения достигаются резким охлаждением пара смеси химически реагирующих газов или плазмы. Известен способ массовой К. капель, кристаллизующихся во время падения в охлаждаемом газе.
Лит./ Выращивание кристаллов из растиорои. 2 изд., Л., 1983; Леммлейн Г. Г., Морфология и генезис кристаллов, М., 197Я; Л о ц и з Р. А., Паркер Р. Л., Рост монокристаллов, пер. с англ., М., 1974; Проблемы современной кристаллографии, М,, 1^75; Современная кристаллография, т, 3, М,, 1!)80; Н о р н о в Д. А.> Физика кристаллизации, М,, 1983; Г ft г у з и н Я. Е., К а г а н о и с к и и Ю, С., Диффузионные процессы на поверхности кристалла, М., 1984; М о-роков И, Д., Трусов Л, И., Л а и о в о к В. II., Физические явления в ультрадисперсных средах, М., 1984; Скрип о л В. П., Коверда В. П., Спонтанная кристаллизация переохлажденных жидкостей, М., 1984.
А. А. Черное.
КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ≈ процесс кристаллизации под действием УЗ-колебаний, изменяющих условия зарождения и роста кристаллов и позволяющих получать намельч╦нную структуру аоликрнс-талла с улучшенными физ.-мехаиич. свойствами. УЗ оказывает влияние на кристаллизацию почти всех веществ, однако наиб, нрактич. применение К. у. получила при произ-ве слитков и фасонных отливок из металлов и сплавов.
Механизм К. у. зависит от интенсивности УЗ, условий его введения в кристаллизующийся расплав, чистоты жидкого металла по тв╦рдым примесям и т. д.; в частности, он связан с интенсификацией тепломассо-
обмена в УЗ-поле. При введении УЗ-колебаний высокой интенсивности непосредственно в жидкую часть слитка (рис., а) возникает возможность активного воздействия на расплав в гтрсдкристаллизац. период. Поглощение акустич. энергии, интенсивное развитие кавитации и акустических течений в расплаве приводят к дополнит, нагреву жидкой фа;ш на 10≈15 °С и активации (смачиванию) нерастворимых примесей, в обычных условиях не участвующих в процессе К. у. Перегрев расплава устраняет возможность объ╦мной К. у. н переносит зону зарождения и роста кристаллов непосредственно к фронту К. у., где активация примосой созда╦т избыток активных центров кристаллизации. Такое изменение условий зарождения и роста кристаллов позволяет при непрерывном литье л╦гких сплавов сформировать сверхтонкую (измельч╦нную) структуру ≈ т. н. He-
Принципиальные схемы впо-дения ультразвука в расплав: q ≈ при кристаллизации л╦гких сплавив методом непрерывного литья; б ≈ при иакуумно-дугоиом переплаве тугоплавких метил-лов; 1 -- источник ультразвука: г ≈ жидкая часть слитка; 3 ≈ слиток (отливка); 4 ≈ кристаллизатор (формы); 5 ≈ расходуемый электрод.
дендритную. Полученная структура не имеет-дендритного строения, и каждое е╦ зерно по размеру равно дендритной ячейке слиткат отлитого в тех же условиях, но без применения УЗ. Слитки на основе алюминия с недендритной структурой отличаются тонким строением границ з╦рен, повышенной плотностью, малым содержанием водорода, следствием чего являются высокая технология, пластичность. Изделия, изготовленные из таких слитков деформированием, наследуют измельченную структуру и улучшенные физ.-механич. свойства (пластичность, вязкость разрушения и т. п.).
Если УЗ высокой интенсивности вводится в расплав через затвердевшую часть слитка (рис., б), кавитац. воздействие на фронт К. у. вызывает обламывание ветвей растущих дендритных кристаллов и вынос обломков твердой фазы акустич. потоками в объ╦м жидкой части слитка, увеличивая тем самым число центров К. у. и вызывая переохлаждение расплава. При этом измельчение литого зерна, как правило, сопровождается укрупнением дендритных веточек.
Лит.: Капустин Л. Л,, Влияние ультразвука на ки-нйтину кристаллизации, М,, 1962; Эскин Г. И., Ультразвуковая обработка расплавленного алюминия, 2 над.. М., 1&8&; Абрамов О. В., Кристаллизация металлов в ультразвуковом поле, М., 1972. Г. И Эскин,
КРИСТАЛЛИТЫ ≈ мелкие монокристаллы, не имеющие ясно выраженной огранки. К. являются кристал-лич, дорна в металлнч. слитках, горных породах, минералах, иоликристаллич. образованиях и др. См. Поли-кристаллы.
КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШ╗ТКА ≈ присущее кристаллам регулярное расположение частиц (атомов, их ядер, ионов, молекул, электронов), характеризующееся иериодич. повторяемостью в тр╦х измерениях. Для описания К. р. достаточно знать размещение частиц в элементарной ячейке, повторением к-рой пут╦м параллельных переносов (трансляция) образуется структура кристалла. Элементарная ячейка К. р. имеет форму параллелепипеда, построенного на векторах ат, г/2, rtg. Она может быть выбрана разл. способами (рис.). Существование К. р. объясняется тем, что равновесие сил притяжения и отталкивания между атомами, соответствующее минимуму потенц, энергии системы, достигается при условии тр╦хмерной иериодичлисти.
