Методика дослідження зародження кристалів у розплавах краплинним методом
The purpose of this work is to develop scientifically based ways of influencing the process of nucleation of crystallization centers in metal melts to control the formation of the cast structure and the properties of their blanks at the first stage of metal product production (at the casting stage)....
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-2-3 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Репозитарії
Metal Science and Treatment of Metals| id |
oai:ojs2.localhost:article-306 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Metal Science and Treatment of Metals |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-07-25T10:23:18Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
модельне середовище краплинний метод зародження кристалів кінетика кристалізації |
| spellingShingle |
модельне середовище краплинний метод зародження кристалів кінетика кристалізації Nuradinov, A.S. Baranov, I.R. Prigunov, S.V. Nuradinov, I.A. Chistyakov, O.V. Методика дослідження зародження кристалів у розплавах краплинним методом |
| topic_facet |
model environment droplet method crystal nucleation crystallization kinetics модельне середовище краплинний метод зародження кристалів кінетика кристалізації |
| format |
Article |
| author |
Nuradinov, A.S. Baranov, I.R. Prigunov, S.V. Nuradinov, I.A. Chistyakov, O.V. |
| author_facet |
Nuradinov, A.S. Baranov, I.R. Prigunov, S.V. Nuradinov, I.A. Chistyakov, O.V. |
| author_sort |
Nuradinov, A.S. |
| title |
Методика дослідження зародження кристалів у розплавах краплинним методом |
| title_short |
Методика дослідження зародження кристалів у розплавах краплинним методом |
| title_full |
Методика дослідження зародження кристалів у розплавах краплинним методом |
| title_fullStr |
Методика дослідження зародження кристалів у розплавах краплинним методом |
| title_full_unstemmed |
Методика дослідження зародження кристалів у розплавах краплинним методом |
| title_sort |
методика дослідження зародження кристалів у розплавах краплинним методом |
| title_alt |
The method of studying the nucleation of crystals in melts by the droplet method |
| description |
The purpose of this work is to develop scientifically based ways of influencing the process of nucleation of crystallization centers in metal melts to control the formation of the cast structure and the properties of their blanks at the first stage of metal product production (at the casting stage). The possibility of controlling the nucleation of crystals in their melts was studied on transparent model environment (paraffin and salol) using the drop method, and the dependence of the crystallization kinetics of droplets with a dispersion of 100÷200 μm on their overheating temperature, the duration of exposure in an overheated state, and the degree of supercooling was established. Physical modeling on transparent environment made it possible to display images on a laptop screen with the help of a digital camera mounted on a microscope and to observe the nucleation and growth of crystals in real time, to determine the duration of solidification of all observed drops, depending on the experimental conditions. The criteria for evaluating the crystallization process of the investigated environment were the curves of the crystallization kinetics of drops from their melts. The nature of the change in the crystallization kinetics curves of the experimental environment, in our opinion, confirms the assumption about the decisive role of impurities in the crystallization processes of any alloys. The logical confirmation of the hypothesis about the decisive role of impurities in the processes of crystallization from the same positions of heterogeneous nucleation is the dependence of the number of solidified drops of experimental environment of the same diameter on the degree and duration of their overheating. It is likely that with greater overheating of the melt (or longer exposure to this overheating), partial deactivation (dissolution) of the impurities present occurs and the number of solidifying drops changes for the same supercooling.The analysis of the obtained results indicates a heterogeneous mechanism of crystal nucleation even in drops of microscopic size (~100 μm). The developed method of studying the processes of nucleation and growth of crystals in model alloys depending on their mass (size) can be applied in real conditions of mass crystallization. |
| publisher |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-2-3 |
| work_keys_str_mv |
AT nuradinovas themethodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod AT baranovir themethodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod AT prigunovsv themethodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod AT nuradinovia themethodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod AT chistyakovov themethodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod AT nuradinovas metodikadoslídžennâzarodžennâkristalívurozplavahkraplinnimmetodom AT baranovir metodikadoslídžennâzarodžennâkristalívurozplavahkraplinnimmetodom AT prigunovsv metodikadoslídžennâzarodžennâkristalívurozplavahkraplinnimmetodom AT nuradinovia metodikadoslídžennâzarodžennâkristalívurozplavahkraplinnimmetodom AT chistyakovov metodikadoslídžennâzarodžennâkristalívurozplavahkraplinnimmetodom AT nuradinovas methodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod AT baranovir methodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod AT prigunovsv methodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod AT nuradinovia methodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod AT chistyakovov methodofstudyingthenucleationofcrystalsinmeltsbythedropletmethod |
| first_indexed |
2025-09-24T17:41:15Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:41:15Z |
| _version_ |
1844168020082032640 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-3062024-07-25T10:23:18Z The method of studying the nucleation of crystals in melts by the droplet method Методика дослідження зародження кристалів у розплавах краплинним методом Nuradinov, A.S. Baranov, I.R. Prigunov, S.V. Nuradinov, I.A. Chistyakov, O.V. model environment droplet method crystal nucleation crystallization kinetics модельне середовище краплинний метод зародження кристалів кінетика кристалізації The purpose of this work is to develop scientifically based ways of influencing the process of nucleation of crystallization centers in metal melts to control the formation of the cast structure and the properties of their blanks at the first stage of metal product production (at the casting stage). The possibility of controlling the nucleation of crystals in their melts was studied on transparent model environment (paraffin and salol) using the drop method, and the dependence of the crystallization kinetics of droplets with a dispersion of 100÷200 μm on their overheating temperature, the duration of exposure in an overheated state, and the degree of supercooling was established. Physical modeling on transparent environment made it possible to display images on a laptop screen with the help of a digital camera mounted on a microscope and to observe the nucleation and growth of crystals in real time, to determine the duration of solidification of all observed drops, depending on the experimental conditions. The criteria for evaluating the crystallization process of the investigated environment were the curves of the crystallization kinetics of drops from their melts. The nature of the change in the crystallization kinetics curves of the experimental environment, in our opinion, confirms the assumption about the decisive role of impurities in the crystallization processes of any alloys. The logical confirmation of the hypothesis about the decisive role of impurities in the processes of crystallization from the same positions of heterogeneous nucleation is the dependence of the number of solidified drops of experimental environment of the same diameter on the degree and duration of their overheating. It is likely that with greater overheating of the melt (or longer exposure to this overheating), partial deactivation (dissolution) of the impurities present occurs and the number of solidifying drops changes for the same supercooling.The analysis of the obtained results indicates a heterogeneous mechanism of crystal nucleation even in drops of microscopic size (~100 μm). The developed method of studying the processes of nucleation and growth of crystals in model alloys depending on their mass (size) can be applied in real conditions of mass crystallization. Метою цієї роботи є розробка науково-обґрунтованих способів впливу на процес зародження центрів кристалізації в розплавах металів для управління формуванням литої структури та властивостей заготовок з них на першому етапі виробництва металопродукції (на стадії лиття). На прозорих модельних середовищах (парафін та салол) крапельним методом вивчено можливість управління зародженням кристалів у їх розплавах та встановлена залежність кінетики кристалізації крапель дисперсністю у межах 100÷200 мкм від температури їх перегріву, тривалості витримки у перегрітому стані та ступеня переохолодження. Фізичне моделювання на прозорих середовищах дозволило за допомогою цифрової камери, встановленої на мікроскопі, виводити зображення на екран ноутбука і в режимі реального часу спостерігати зародження і зростання кристалів, визначати тривалість тверднення всіх крапель, що спостерігаються залежно від умов експерименту. Критеріями оцінки процесу кристалізації досліджуваних середовищ були криві кінетики кристалізації крапель з їх розплавів. Характер зміни кривих кінетики кристалізації дослідних середовищ, на наш погляд, підтверджує припущення про вирішальну роль домішок у процесах кристалізації будь-яких сплавів. Логічним підтвердженням гіпотези про вирішальну роль домішок у процесах кристалізації з тих же позицій гетерогенного зародкаутворення є залежність кількості затверділих крапель дослідних середовищ однакового діаметру від ступеня та тривалості їх перегріву. Ймовірно, що при більшому перегріві розплаву (або тривалішій витримці при цьому перегріві) відбувається часткова дезактивація (розчинення) присутніх домішок і для однакового переохолодження змінюється кількість крапель, що тверднуть. Аналіз отриманих результатів свідчить про гетерогенний механізм зародження кристалів навіть у краплях мікроскопічних розмірів (~100 мкм). Розроблений метод вивчення процесів зародження та зростання кристалів у модельних сплавах залежно від їх маси (розміру) може бути застосований у реальних умовах масової кристалізації. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2024-06-20 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-2-3 10.15407/mom2024.02.027 Scientific Technical Journal; Vol. 30 No. 2 (2024): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 27-35 Науково-технічний журнал; Том 30 № 2 (2024): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 27-35 2664-2441 2073-9583 10.15407//mom2024.02 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-2-3/2024-2-3 Copyright (c) 2024 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |