Thermodynamic justification for the intermetallic layers formation within the hexagonal single crystal

• Autorzy: Wołczyński W. , Sibiga G. , Musielak P. , Mikułowski B. , Boczkal G.

Warianty tytułu

PL

Termodynamiczne uzasadnienie dla powstawania warstw w monokrysztale heksagonalnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A general theory for the structural transformation in the single crystal with stripes growth is presented. The analysis is associated with the stripes strengthening the Zn single crystal. Two threshold rates appear in the single crystal growth. Below first threshold rate, L-shape structure (rod-like structure) with branches is observed within the stripes. Above this threshold growth rate, the L-shape rods equipped with branches transform into regular lamellar structure and finally the regular lamellar structure exists up to the second threshold rate. Above the second threshold rate the regular rod-like structure exists exclusively in the stripes. The entropy production was calculated for each formed structure. Then, the entropy production was subjected to minimization. The concept of marginal stability was considered to describe the phenomenon of branching. The threshold growth rates determined experimentally were confirmed theoretically by the intersections of minimized entropy productions drawn for the envisaged structures.

PL

Prezentuje się ogólną teorię transformacji strukturalnych dla wzrostu monokryształu w prążki. Analiza ta związana jest z prążkami wzmacniającymi monokryształ Zn. Pojawiają się aż dwie prędkości progowe dla wzrostu monokryształu. Poniżej pierwszej prędkości progowej obserwuje się strukturę typu L (strukturę włóknistą) z odgałęzieniami. Powyżej tej prędkości progowej struktura włóknista typu L wyposażona w odgałęzienia przekształca się w regularną strukturę płytkową i ostatecznie regularna struktura płytkowa istnieje aż do drugiej prędkości progowej. Powyżej drugiej prędkości progowej w prążkach istnieje wyłącznie regularna struktura włóknista. Obliczono produkcję entropii dla każdej z zaobserwowanych struktur. Następnie produkcję entropii poddano minimalizacji. Zjawisko powstawania odgałęzień opisano z zastosowaniem koncepcji stabilności marginalnej. Określone doświadczalnie prędkości progowe dla transformacji strukturalnych skonfrontowano z tymi, które wyznaczono teoretycznie przez przecięcia minimalnych produkcji entropii dla badanych struktur.

Słowa kluczowe

EN

single crystal; modelling; intermetallic layer

PL

monokryształ; modelowanie; warstwa intermetaliczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 789--792
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Wołczyński W.

autor

Sibiga G.

autor

Musielak P.

autor

Mikułowski B.

autor

Boczkal G.

• Institute of Metallurgy and Materials Science, Kraków,

Bibliografia

• [1] Elliott R.: Eutectic solidification. International Metals Reviews 219 (1977) 161÷186.
• [2] Steen H. A., Hellawell A.: The growth of eutectic silicon – contributions to undercooling. Acta Metallurgica 23 (1975) 529÷536.
• [3] Wołczyński W.: Lamella/rod transformation as described by the criterion of minimum entropy production. International Journal of Thermodynamics 13 (2010) 35÷42.
• [4] Jackson K. A., Hunt J. D.: Lamellar and rod eutectic growth. Transactions of the AIME 236 (1966) 1129÷1142.
• [5] Lesoult G., Turpin M.: Etude theorique sur la croissancie des eutectiques lamellaires. Memoires Scientifiques de la Revue de Metallurgie 66 (1969) 619÷631.
• [6] Glansdorff P., Prigogine I.: Thermodynamic theory of structure, stability and fluctuations. Wiley – Interscience a Division of John Wiley & Sons, Ltd. London-New York-Sydney-Toronto (1971) 306 pages.