Wie entstehen Keime Werkstoffkunde?
Fremdkeime können durch Verunreinigungen in der Schmelze zustande kommen. Aber auch die Gefäßwände innerhalb deren die Schmelze gehalten wird, dienen mit ihren fremdartigen Teilchen als Keime. Fremdteilchen in der Schmelze können als sogenannte Fremdkeime den Kristallisationsvorgang auslösen!
Wie nutzt man den Effekt der heterogenen Keimbildung technisch aus?
Heterogene Keimbildung wird durch Zugabe von Fremdpartikel ausgelöst, die sich zu stabilen wachstumsfähigen Kristallisationskeimen herausbilden. Diese als Impfen bzw. Kornfeinen bezeichnete metallurgische Maßnahme stellt eine Möglichkeit dar, die Korngröße des Gussgefüges zu beeinflussen.
Warum ist für die Kristallisation einer homogenen Schmelze eine Unterkühlung erforderlich?
Dies gilt sowohl für die Diffusion in der Schmelze, für die Diffusion über die Phasengrenze und für die Diffusion innerhalb des Keims. Es finden dann nicht mehr genügend Teilchen zusammen, um einen Keim zu bilden und zum Wachsen zu bringen. Ab einer kritischen Unterkühlung bilden sich deshalb immer weniger Keime.
Was ist Keimbildung?
Keimbildung oder Nukleation ist der erste Teilprozess, der einen Phasenübergang erster Ordnung einleitet. Beispiele hierfür sind das Gefrieren von Wasser zu Eis, Blasenbildung beim Übergang von der flüssigen zur gasförmigen Phase (z.
Wie funktioniert Kristallisation?
Als Kristallisation bezeichnet man den physikalischen Vorgang der Verhärtung bei der Bildung und beim Wachstum von Kristallen. Bei diesem Prozess wird die Kristallisationsenthalpie freigesetzt. Auf die anfängliche Kristallbildung an einem Kristallisationskeim folgt das weitere Kristallwachstum.
Woher kommt beim Erstarren einer Schmelze die Energie die für die homogene Keimbildung notwendig ist?
Für die Bildung eines solchen Keims, muss die Gibbs-Energie offensichtlich erhöht werden. Dies geschieht durch statistische Schwankungen in der thermischen Energie der Schmelze, die kurzfristig diesen Energiebetrag aufbringen kann.
Welchen Einfluss hat die heterogene Keimbildung aus der Schmelze auf den kritischen Keimradius im Vergleich zur homogenen Keimbildung und warum?
Der kritische Keimradius ist bei der heterogenen Keimbildung grundsätzlich derselbe wie bei der homogenen Keimbildung, lediglich die Aktivierungsenergien unterscheiden sich (bei ansonsten gleichen Bedingungen).