Файл: Лодиз, Р. Рост монокристаллов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 123

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

524

Р. ПАРКЕР. МЕХАНИЗМЫ РОСТА КРИСТАЛЛОВ

Как

известно (см., например, [212]), к безразмерным пара­

метрам, характерным для тепловой конвекции, относятся число Прандтля Рг = V/XL И ЧИСЛО Грасхофа

(36.2) Здесь / — характерный размер, р\ — коэффициент линейного рас­

ширения, g— ускорение силы тяжести, А.Т—характерная

раз­

ность температур. Однако, по-видимому, не существует

соотно-

4

го

Магнитная индукция, Ю'гТ

Ф и г . 45. Влияние магнитного

поля на

флуктуации температуры и на

вертикальный

градиент

температуры.

Горизонтальная лодочка с жидким оловом при наличии горизонтального градиента тем пературы [307J.

шения, из которого следовало бы, какому числу Грасхофа соот­ ветствует установление турбулентности (поскольку характерная скорость отсутствует, то нет и определенного числа Рейнольдса). В классической задаче Бенара число Gr имеет порядок 50 ООО,

но там турбулентность возникает из-за распада ячеек, а в гори­ зонтальной лодочке распределение потоков, как уже было пока­ зано, совершенно иное (см. [315], а также дискуссию по [315]).

Хэрл [309, 310] и Хэрл и др. [311] наблюдали независимо от Ютека колебания температуры в горизонтальной лодочке, а так­ же подавление этих колебаний и одновременно с ними примес­ ных полос наложением магнитного поля на проводящий легиро­ ванный расплав. Однако некоторые колебания, наблюдавшиеся Хэрлом, носили правильный синусоидальный характер в отличие


V I I I . ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

525

от колебаний, которые наблюдал Ютек. Период колебаний ока­ зался пропорциональным длине лодочки. Причина такой разно­ речивости наблюдаемых явлений неясна. Хэрл объяснил сину­ соидальные колебания избыточной устойчивостью, понятие о ко­ торой ввел Чандрасекар [215]; такие колебания наблюдались до этого во вращающейся установке Бенара с жидкой ртутью.

37. ПОТОКИ Ж И Д К О С Т И , В О З Н И К А Ю Щ И Е ИЗ-ЗА Р А З Л И Ч И Я ПЛОТНОСТЕЙ КРИСТАЛЛА И РАСПЛАВА

Потоки такого происхождения уже рассматривались в гл. I I I в связи с задачами Стефана. Теоретическое исследование этих потоков провел Хорвей [84,316], использовавший результаты тео­ ретической работы Шамбре [317] и экспериментального исследо­ вания кристаллизации никеля из переохлажденного расплава, проведенного Уолкером [44]. Если начальный радиус зародыша равен нулю [84], то фронт кристаллизации перемещается пропор­ ционально VI*. Хорвей [316] показал, что напор жидкости создает при t = О бесконечное отрицательное давление на поверхности шарообразного зародыша с нулевым начальным размером. По­ этому он рассмотрел более реальный случай, когда зародыш имеет конечный размер, учтя при этом зависимость температуры плавления от давления. Расчет приводит все же к очень большим отрицательным давлениям; предполагается, что в результате про­ исходит кавитация и, как следствие, зарождение, наблюдавшееся в экспериментах Уолкера.

ЛИТЕРАТУРА

1. Turnbull

D.,

в

книге Advances in Materials Research in NATO Nations,

Oxford,

1963,

p.

55.

2.Mott N. F., Disc. Farad. Soc, 5, 11 (1949) (есть перевод: Новые иссле­ дования по кристаллографии и кристаллохимии, сб. 1 «Рост кристаллов», ИЛ, 1950, стр. 15).

3.

Frank

F.

С,

 

в книге

Growth

and Perfection

of

Crystals,

New York,

1958,

 

p. 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Frank

F.

С,

в

книге Encyclopedic

Dictionary

of Physics,

Oxford,

1961,

 

Vol. 2, p. 208.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Nakaya

U.,

Snow Crystals, Harvard

Univ. Press, Cambridge,

Mass.,

1954.

6.

Herring

C, Phys. Rev., 82, 87

(1951).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Uhlenbeck

G. E.,

Ford

G.

W.,

Lectures in Statistical Mechanics, Am. Math.

 

Soc, Providence, Rhode Island,

1963.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Widom В., Science, 157, 375 (1967).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Turnbull

 

D., Solid State Phys., 3, 225

(1956).

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

Temperley

H.

N.

V.,

Changes

of State, Cleaver-Hume, London,

1956.

 

11.

Herring

 

С.,

в

книге

Structure

and

Properties

of

Solid

Surfaces,

Chicago,

 

Illinois, 1953,

p.

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

Mullins

W. W., в книге Metal

Surfaces: Structure, Energetics

and

Kinetics,

 

Cleveland, Ohio,

1963,

p. 17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

Cabrera

 

N.,

Coleman

R.

V.,

в

книге

The Art

and

Science

of

Growing

 

Crystals, New York, 1963, p.

3.

(есть

перевод:

Теория

и

практика

выра­

 

щивания

кристаллов,

изд-во

«Металлургия»,

1968,

стр.

9).

 

 

 

14. Cabrera N., в книге Solid Surfaces, Amsterdam, 1964, p. 320.

15.Frank F. С, в книге Metal Surfaces: Structure, Energetics and Kinetics, Cleveland, Ohio, 1963, p. 1.

16.

Cahn

J.

W.,

Hilliard

J.

E.,

Journ. Chem. Phys., 28, 258

(1958).

17.

Чернов

А. А., Успехи физич. наук, 73, 277

(1961).

 

 

 

18.

DeGroot

S.

R.,

Mazur

P.,

Non-Equilibrium

Thermodynamics,

Amsterdam,

 

1962.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.

Christian

J.

W.,

The

Theory

of Transformations

in

Metals and

Alloys, Ox­

 

ford,

1965.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20.

Onsager

L . , Phys. Rev.,

37,

405; 38, 2265 (1931).

 

 

 

 

21.

Tiller

W.

A., Journ. Appl. Phys., 34, 3615

(1963).

 

 

 

 

22.

Kirkatdy

J.

S.,

в книге

Decomposition

of Austenite

by

Diffusional Proces­

 

ses, New

York,

1962,

p.

39. .

 

 

 

 

 

 

23.

Zemansky

M. W., Heat

and

Thermodinamics, New

York,

1943.

 

24.

Huang

K., Statistical

Mechanics, New York,

1963.

 

 

 

 

25.

Uhlenbeck

G. E., et

al,

Statistical Physics,

New

York,

1963.

 


 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

527

26.

Cohen

Е. G. D., в

книге Fundamental Problems in Statistical

Mechanics,

 

Vol. I I , New York, 1968.

 

27.

Kahn

В., в книге

Studies in Statistical Mechanics, Amsterdam, Vol. 3,

 

1965,

p. 289.

 

 

28.Morse P. M., Thermal Physics, New York, 1964 (есть перевод: Морс Ф. М., Теплофизика, изд-во «Наука», 1967).

29. Onsager L . , Phys. Rev., 65, 117 (1944).

30.Lee Т. £>., Yang С. N'., Phys. Rev., 87, 410 (1952).

31.Domb C, Adv. Phys., 9, 149 (1960).

32.Liquids: Structure, Properties, Solid Interactions, ed. T. J. Hughel, Amster­ dam, 1965.

33.

Ubbelohde

A.

R., Melting

and

Crystal Structure,

London — New

York,

 

1965

(есть перевод:

Уббелоде

А., Плавление и кристаллическая

струк­

 

тура, изд-во «Мир», 1969).

 

 

 

34.

Brout

R., Phase Transition, New York, 1965.

 

 

35.

Lennard-Jones

J. E., Devonshire

A. F., Proc. Roy. Soc, A169, 317

(1938);

 

A170, 464 (1939).

 

 

 

 

 

36.

DeBoer /., Proc. Roy. Soc, A215,

4 (1952).

 

 

37.

Henderson

D., Barker

J. A., Molecular Phys., 14, 587

(1968).

 

38.

Phase

Stability

in Metals

and

Alloys, eds. Rudman P. S., Stringer J.,

 

Jaffee

R. I . , New York, 1967, p. 554, 572.

 

 

39.

Alder

B.

J., Wainwright

T. E,

Journ. Chem. Phys., 27, 1208 (1957);

 

Wood

W. W., Jacobson

J. D., Journ. Chem. Phys., 27, 1207 (1957).

 

40.Burton W. K., Cabrera N'., Disc. Farad. Soc, 5, 33 (1949) (есть перевод: Новые исследования по кристаллографии и кристаллохимии, сб. I «Рост кристаллов», ИЛ, 1950, стр. 31).

41. Burton

W. К., Cabrera N., Frank

F. С, Trans. Roy. Soc, A243,

299 (1951)

(есть

перевод: Элементарные

процессы роста кристаллов,

ИЛ, 1959,

стр. 11).

 

 

42.Jackson К. А., в книге Growth and Perfection of Crystals, eds. R. H . Doremus, B. W. Roberts, D. Turnbull, New York, 1958, p. 319.

43.

Jackson

К. А., в книге Liquid Metals and Solidification,

Cleveland, Ohio,

 

1958,

p. 174.

 

 

 

 

 

 

44.

Walker

J. L., в книге

Physical Chemistry

of Process

Metallurgy, Pt. 2, ed.

 

G. R. St. Pierre, New York,

1961, p. 845.

 

 

 

45.

Rice

S. А., в книге

Liquids:

Structure,

Properties,

Solid

Interactions, ed.

 

T. J. Hughel, Amsterdam, 1965, p. 51.

 

 

 

46.

Stefan

 

/., Ann. Phys. Chem.,

(n. F.), 42, 269 (1891)

[Ann. Phys., 278].

47.

Morris

P. J., Kirtisinghe

£>., Strickland-Constable

R. F., Journ. Crystal

 

Growth, 2, 97 (1968).

 

 

 

 

 

 

48.

Wilcox

W. R., Duty R. L . , Journ. Heat Transfer, 88c, 45

(1966).

49.Friedman A., Partial Differential Equations of Parabolic Type, Englewood Cliffs, N. J., 1964.

50.

Bankoff

S.

G., Adv. Chem. Eng., 5, 75 (1964).

 

51.

Carstaw

H.

S., Jaeger

J. C, Conduction

of Heat

in Solids, London and

 

New York,

1959 (есть

перевод: Карслоу

Г., Егер

Д., Теплопроводность

 

твердых

тел, изд-во «Наука», 1964).

 

 

52.Хореей Г., Инж.-физич. журн., 8, 779 (1965).

53.Weber #., Die Partiellen Differential-GIeichungen der Mathematischen Physik, Vol. 2, Braunschweig, 1901.

54. Frank F. C, Proc. Roy. Soc, A201, 586 (1950).



528

 

Р. ПАРКЕР. МЕХАНИЗМЫ РОСТА КРИСТАЛЛОВ

55.

Langford

D.,

Quart. Appl. Math.,

24, 315 (1967).

 

56.

Любое

Б. Я.,

ДАН СССР, 68, 847 (1949).

 

 

 

57.

Любое

Б. Я,

Ройтбурд

А. Л.,

Темкин

Д.

Е., в

сб. «Рост кристаллов»,

 

т. 3, Изд-во АН СССР, 1961, стр. 68.

 

 

 

58.

Борисов

В.

Т.,

Любое

Б. Я, Темкин Д.

Е.,

ДАН

СССР, 104, 223 (1955).

59.Rieck, Thesis, 1924.

60.Huber A., Zs. angew. Math. Mech., 19, 1 (1939).

61.

Иванцов

Г. П.,

ДАН СССР, 58, 567

(1947).

 

 

62.

Zener

С,

Journ.

Appl. Phys., 20, 950

(1949).

 

 

63.

Иванцов

Г. П.,

в сб. «Рост

кристаллов», т. I , Изд-во

АН

СССР, 1957,

 

стр. 98.

 

 

 

 

 

 

64.

Crank

J.,

The Mathematics of

Diffusion, London — New

York,

1956.

65.Bunn C. W., Disc. Farad. Soc, 5, 132 (1949) (есть перевод: Новые иссле­ дования по кристаллографии и кристаллохимии, сб. I «Рост кристаллов», ИЛ, 1950, стр. 98).

66. Humphreys-Owen

S. P. F.t

Disc. Farad. Soc, 5, 144 (1949) (есть перевод:

Новые исследования по кристаллографии и кристаллохимии, сб. I «Рост

кристаллов», ИЛ,

1950, стр.

106).

67.Темкин Д. Е., Инж.-физич. журн., 5, 89 (1962).

68.Ham F. S., Journ. Phys. Chem. Solids, 6, 335 (1958).

69. Ham F. S., Journ. Appl. Phys., 30, 1518 (1959).

70. Ham F. S, Quart. Appl. Math., 17, 137 (1959).

71.

Growth

and

Perfection

of

Crystals,

eds.

R.

H . Doremus,

B.

W.

Roberts,

 

D. Turnbull,

New

York,

1958.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72.

Morse

P. M., Feshbach

H.,

Methods

of

Teoretical Physics,

New York,

1953

 

(есть

перевод: Морс

Ф. М.,

Фешбах

Г.,

Методы

теоретической

физики,

 

ИЛ,

1960).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73.

Horvay

G.,

Cahn

J. W.,

Acta

Met, 9, 695

(1961).

 

 

 

 

 

74.

Иванцов

F,

П.,

в сб. «Рост

кристаллов»,

т. 3, Изд-во

АН

СССР,

1961,

 

стр.

75.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75.

Papapetrou

A., Zs. Kristallogr, 92, 89 (1935).

 

 

 

 

 

76.

Jahnke

£.,

Emde

F.,

Losch

 

F., Tables

of

Higher

Functions,

New

York,

 

1960

(есть

перевод: Янке

E.,

Эмде

Ф.,

Леш Ф.,

Специальные

функции,

 

изд-во «Наука», 1964).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77.

Иванцов

Г. П., ДАН СССР, 83,

573

(1952).

 

 

 

 

 

 

78.Seeger A , Phil. Mag., 44, 1 (1953).

79.Fisher J. С , неопубликованная работа.

80.

Chalmers

В.,

Principles

of

Solidification, New York, 1964 (есть перевод:

 

Чалмерс

Б.,

Теория затвердевания, изд-во

«Металлургия», 1968).

81.

Иванцов

Г. П., ДАН СССР, 81, 179 (1951).

 

82.

Rulter

J.

W.,

Chalmers

В.,

Canad. Journ. Phys, 31, 15 (1953).

83.

Любое

Б.

Я,

Темкин

Д.

Е., в сб. «Рост

кристаллов», т. 3, Изд-во АН

 

СССР,

1961, стр. 59.

 

 

 

84. Horvay G., в книге Proc. 4th Natl. Cong. Appl. Mech. ASME, 1962, p. 1315.

85.

Glicksman

M.

E., Acta

Met,

13, 1231 (1965).

 

 

86.

Любое

Б.

Я-,

в сб. «Рост

кристаллов»,

т. 5, изд-во «Наука», 1965,

стр. 100.

87.

Чернов

А.

А.,

Любое

Б. Я,

в

сб. «Рост

кристаллов», т. 5,

изд-во

«Наука»,

 

1965, стр.

11.

 

 

 

 

 

 

 

 

88.

Schaefer

R. J., Glicksman

М.

Е., Journ. Crystal Growth, 5,

44 (1969).