Przykładowe zagadnienia
1. Jakie czynniki decydują o mikrostrukturze modelowego polikryształu jednofazowego?
Budowę polikryształów złożonych z ziarn różnych faz określają warunki równowagi w miejscach styku granic międzyziarnowych. W rzeczywistości w polikryształach jednofazowych ziarna mają różne wymiary. Zachowanie warunków równowagi napięć powierzchniowych powoduje, że ściany ziaren mają krzywizny - wypukłe lub wklęsłe. W przypadku silnego zróżnicowania wartości energii powierzchniowej na poszczególnych płaszczyznach krystalograficznych, w polikrysztale mogą powstawać ziarna o dominacji ścian o najniższych energiach zorientowanych tak aby wystąpiła największa koincydencja sieci.
2. Jak wygląda modelowa mikrostruktura polikryształu jednofazowego w przekroju dwuwymiarowym?
W rzeczywistości w polikryształach jednofazowych ziarna mają różne wymiary. Zachowanie warunków równowagi napię powierzchniowych powoduje, że ściany ziaren mają krzywizny - wypukłe lub wklęsłe.
3. Warunki równowagi dla układu trzech granic międzyziarnowych stykających się w jednym punkcie w modelu dwuwymiarowym.
W warunkach równowagi ∑γi = 0 stąd dla trzech ścian :
γ1 = γ2 cos(α/2)+ γ3 cos(α/2)
jeżeli γ1 = γ2 = γ3 =γ to γ = 2γ cos(α /2) stąd cos α /2 = 1/2
to α = 120o czyli α =β = θ = 120o
4. Jakie czynniki decydują o rozmieszczeniu ciekłej fazy szklistej w polikrysztale?
O rozmieszczeniu ciekłej fazy szklistej w polikrysztale decydują:
a) stopień zwilżania ciała stałego przez fazę szklistą (w warunkach powstawania polikryształu)
b) udział objętościowy fazy szklistej
c) Równowaga granic w obecności fazy szklistej (stopionej) . Równowaga określona jest zależnością:
γss = 2γsc cos(θ/2) czyli cos(θ/2) =(1/2)γss/γsc
Pełne zwilżanie - θ = 0o gdy γss /γsc ≥ 2
Brak zwilżalności - θ = 180o gdy γss << γsc
5. W jaki sposób doprowadza się do krystalizacji szkła?
Do szkła wprowadza się zarodki heterogeniczne powodujące powstawanie centrów krystalizacji :
a) cząstki metali (Ag, Au, Pt, Pd) lub fluorki (0.01 - 0.15 %)
b) zarodki drugiej fazy szklistej powstałe wskutek likwacji
Szkło krystalizuje, gdy wytworzą się dogodne dla krystalizacji warunki: temperatura, stężenie składników, czas do krystalizacji i inne. Szybkość krystalizacji szkła zwiększa się bardzo znacznie wskutek ogrzania i zależnie od gatunku szkła może zachodzić dość szybko w podwyższonych temperaturach (1200 - 1400 K dla większości gatunków szkła). Szkła ulegając krystalizacji mętnieje i staje się bardziej kruche.