Аномальный рост зерна

Аномальный или прерывистый рост зерна приводит к неоднородной микроструктуре, где ограниченное количество зерен растет намного быстрее, чем остальные.

Аномальныйили прерывистый рост зерна, также обозначаемый как преувеличенныйили рост зерен вторичной рекристаллизации- это явление роста зерен, благодаря которому определенные энергетически выгодные зерна (кристаллиты ) быстро растут в матрице из более мелких зерна, приводящие к бимодальному распределению размеров зерен.

В керамических материалах это явление может приводить к образованию удлиненных призматических, игольчатых (игольчатых) зерен в Уплотненная матрица с последствиями для повышения вязкости разрушения за счет импеданса распространения трещин.

• 1 Механизмы
• 2 Значение
• 3 Примеры систем
• 4 См. также
• 5 Ссылки
• 6 Внешние ссылки

Аномальный рост зерен (AGG) встречается в металлических или керамических системах, демонстрирующих одну или несколько из нескольких характеристик.

1. Включения, выделения или примеси вторичной фазы выше определенной пороговой концентрации.
2. Высокая анизотропия межфазной энергии твердое тело / жидкость или энергии границ зерен (твердое / твердое) в объемных материалах.
3. Сильно анизотропная поверхностная энергия в тонкопленочных материалах.
4. Высокая химическая неравновесность.

Хотя в нашем фундаментальном понимании явлений AGG остается много пробелов, во всех случаях аномальный рост зерен происходит в результате очень высокого локального скорость миграции границы раздела и увеличивается за счет локального образования жидкости на границах зерен.

Аномальный рост зерна часто регистрируется как нежелательное явление, возникающее при спекании керамических материалов, поскольку быстрорастущие зерна могут снизить твердость материала в объеме за счет Эффекты типа Холла Петча. Однако контролируемое введение легирующих добавок для обеспечения контролируемого AGG может быть использовано для придания волокнам ударной вязкости керамических материалов. В пьезокерамике возникновение AGG может вызвать ухудшение пьезоэлектрического эффекта, и, таким образом, в этих системах AGG можно избежать.

Наблюдаемый аномальный рост зерен в рутиле TiO 2, вызванный присутствием вторичной фазы циркона.

1. Рутил (TiO 2 ) часто проявляет призматический или игольчатый характер роста. В присутствии щелочных легирующих добавок или твердотельной легирующей добавки ZrSiO 4 рутил кристаллизовался из исходного материала фазы анатаза в виде аномально крупных зерен, существующих в матрице более мелких частиц. Равноосные зерна анатаза или рутила.
2. Al2O3с кремнеземом и / или иттрием легирующими добавками / примесями, как сообщалось, проявляют нежелательный AGG.
3. BaTiO 3титанат бария с избытком TiO 2 , как известно, демонстрирует аномальный рост зерен с серьезными последствиями для пьезоэлектрических характеристик этих материалов.
4. Сообщалось, что карбид вольфрама проявляет AGG ограненных зерен в присутствие жидкой кобальтсодержащей фазы на границах зерен
5. нитрид кремния (Si 3N4) может проявлять AGG в зависимости от распределения по размерам материала β-фазы в предшественнике α-Si 3N4. Этот тип роста зерен важен при упрочнении материалов из нитрида кремния.
6. Было показано, что карбид кремния демонстрирует улучшенную вязкость разрушения в результате процессов AGG, приводящих к образованию удлиненных зерен вершины трещины / перемычки следа с последствиями для применений. в баллистической броне. Этот тип перекрытия трещин на основе повышенной вязкости разрушения керамических материалов, демонстрирующих AGG, согласуется с зарегистрированными морфологическими эффектами распространения трещин в керамике
7. ниобат бария стронция, используемый для электрооптики и диэлектрических применений. известно, что он проявляет AGG со значительными последствиями для электронных характеристик материала
8. Титанат кальция (CaTiO 3 , перовскит), легированные BaO, обнаружено, что системы AGG без образование жидкости в результате политипных границ раздела между твердыми фазами

• Кристаллиты
• Фрактография
• Граница зерен
• Металлургия
• Микрофотография
• Микрофотография
• Микроструктура
• Спекание

• Аномальный рост зерна при циклической термической обработке
• Университет Вирджинии, Поверхностная энергия