Thermodynamic pattern selection in the stripes generated periodically during the (Zn) - single crystal growth

• Autorzy: Wołczyński W.

Warianty tytułu

PL

Termodynamiczna selekcja morfologii prążków generowanych periodycznie podczas wzrostu monokryształu (ZN)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The (Zn) - hexagonal single crystal growth was performed by the Bridgman system. Some eutectic stripes were generated periodically in the single crystal. The stripes consisted of the strengthening inter-metallic compound, Zn16Ti and (Zn) - solid solution. Two morphology transitions were recorded. At the first threshold growth rate, L-shape irregular rods transformed into regular lamellar structure. The transition was accompanied by the irregular into regular morphology alteration. The regular lamella into regular rods transition occurred at the second threshold growth rate. The new, proposed thermodynamic pattern selection criterion (PSC) of the lower minimum entropy production was applied to describe the structural transitions. The solid/liquid interface perturbation of the (Zn) - phase was referred to the marginal stability.

PL

Heksagonalny monokryształ roztworu stałego (Zn) został wyprodukowany w układzie Bridgmana. Prążki eutektyczne zostały wygenerowane periodycznie w monokrysztale. Prążki składały się z umacniającego związku międzymetalicznego Zn16Ti oraz roztworu stałego (Zn). Zarejestrowano dwa przejścia morfologiczne. Przy pierwszej prędkości progowej nieregularne włókna o przekroju L doznały transformacji w regularne płytki. Temu przejściu towarzyszyła przemiana morfologii nieregularnej w regularna. Regularne płytki dokonały transformacji w regularne włókna przy drugiej prędkości progowej. Niższe minimum produkcji entropii to proponowane, nowe kryterium termodynamiczne dla selekcji struktur, jakie zastosowano by opisać przejścia strukturalne. Perturbacja frontu krystalizacji fazy (Zn) została odniesiona do stanu stabilności marginalnej.

Słowa kluczowe

EN

minimum entropy production; marginal stability; surface tension anisotropy; structure selection; structure transformation

PL

minimum produkcji entropii; marginalna stabilność; napięcie powierzchniowe; wybór struktury; przekształcenie struktury

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 2
• Strony: 309--313
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Wołczyński W.

• Institute of Metallurgy and Materials Science, 25 Reymonta Str., 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] R. Ebeling, M. F. Ashby, Philosophical Magazine 13, 805-834 (1966).
• [2] N. Zarubova, B. Sestak, Physica Status Solidi 30, 365-374 (1975).
• [3] G. Boczkal, Chapter 7 in the book: Modern Aspects of Bulk Crystal and Thin Film Preparation, Rijeka - Croatia, 141-162 (2012), ed. In Tech, eds N. Kolesnikov & E. Borisenko.
• [4] J. Murray, Zn-Ti Phase Diagram for Stable Equilibrium, in: T. Massalski (Ed.), Binary Alloy Phase Diagrams, ASM International, (1990), Park Ohio, USA.
• [5] H. D. Brody, M.C. Flemings, Trans AIME 236, 615-624 (1966).
• [6] W. Wołczynski, Chapter 2 in the book: Modelling of Transport Phenomena in Crystal Growth, Southampton, UK - Boston, USA, 2000, ed. WIT Press, eds J.S. Szmyd & K.Suzuki.
• [7] W. Wołczyński, Defect and Diffusion Forum 272, 123-128 (2007).
• [8] W. Wołczyński, International Journal of Thermodynamics 13, 35-42 (2010).
• [9] W. Wołczyński, Chapter 9 in the book: Modern Aspects of Bulk Crystal and Thin Film Preparation, ed. In Tech, (2012), Rijeka, Croatia, eds N. Kolesnikov, E. Borisenko.
• [10] G. Boczkal, B. Mikułowski, W. Wołczyński, Materials Science Forum 649, 113-118 (2010).
• [11] V. L. Davies, Journal of the Institute of Metals 93, 10-14 (1964).
• [12] I. Prigogine, Introduction a la Thermodynamique des Processus Irreversible, Monographies DUNOD, Paris, France, 1968.
• [13] S. Kjelstrup, D. Bedeaux, Non-Equilibrium Thermodynamics of Heterogeneous Systems.World Scientific Pulishing Co. Ltd., M. Rasetti, New Jersey - USA, London - UK, Singapore, Beijing - China, Shanghai - China, Hong Kong, Taipei - Taiwan, Chennai - India, 2008.
• [14] P. Glansdorff, I. Prigogine, Thermodynamic Theory of Structure, Stability and Fluctuations, John Wiley & Sons, London, UK - New York, USA - Sydney, Australia - Toronto, Canada, 1971.
• [15] W. Wołczyński, B. Billia, Materials Science Forum 215/216, 313-322 (1996).
• [16] D. J. Fisher, W. Kurz, Acta Metallurgica 28, 777-794 (1980).
• [17] W. Wołczyński, Materials Science Forum 215/216, 303-312 (1996).
• [18] W. Wołczyński, R. Cuprys, B. Major, Archives of Metallurgy and Materials, (previously Archives of Metallurgy) 43, 309-317 (1998).