Поліморфні перетворення металів, матеріалознавство
Багато метали в залежності від температури можуть існувати в різних кристалічних формах або, як їх називають, в різних поліморфних модифікаціях. В результаті поліморфного перетворення атоми кристалічного тіла, мають грати одного типу, перебудовуються таким чином, що утворюється кристалічна решітка іншого типу.
Мал. 28. Крива охолодження металу, що має дві поліморфні форми - Р - з гратами ГЦК (До 12) і а - з гратами ГПУ (Г12): а - крива охолодження; б - схема перетворення структури 3-модифікації в а-модифікацію; 1 - бета-модифікація; 2 - утворення зародків a-модифікації в кристалах 3-модифікації; 3 - а-модифікація
Поліморфний перетворення протікає внаслідок того, що утворення нової модифікації супроводжується зменшенням енергії Гіббса. В умовах рівноваги полиморфное перетворення протікає при постійній температурі (критична точка) і супроводжується виділенням теплоти, якщо перетворення йде при охолодженні, або поглинанням теплоти в разі нагрівання (рис. 28, а).
Як і при кристалізації з рідкої фази, щоб полиморфное перетворення протікало, потрібно деякий переохолодження (або перенагрівання) щодо рівноважної температури для виникнення різниці енергій Гіббса між вихідної і утворюється нової модифікаціями. У твердому металі на відміну від рідкого можливе досягнення дуже високих ступенів переохолодження. Поліморфний перетворення за своїм механізмом - кристалізаційний процес, здійснюваний шляхом утворення зародків і подальшого їх зростання (рис. 28, б).
зростання кристалів
При полиморфном перетворення кристали (зерна) нової поліморфної форми ростуть в результаті невпорядкованих, взаємно пов'язаних переходів атомів через кордон фаз. Відриваючись від решітки вихідної фази, атоми поодинці або групами приєднуються до грат нової фази (а), і, як наслідок цього, межа зерна a-модифікації пересувається в бік зерна модифікації, «поїдаючи» вихідну фазу. Зародки нової модифікації найбільш часто виникають на кордонах зерен вихідних кристалітів. Знову утворюються кристали закономірно орієнтовані по відношенню до кристалів вихідної модифікації.
В результаті поліморфного перетворення утворюються нові кристалічні зерна, мають інший розмір і форму, тому таке перетворення також називають перекристалізацією. Поліморфний перетворення супроводжується стрибкоподібним зміною всіх властивостей металів або сплавів: питомої обсягу, теплоємності, теплопровідності, електричної провідності, магнітних властивостей, механічних і хімічних властивостей і т. Д.