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不锈钢锅炉管通过怎样的机制来完善晶体的成长

文章出处:浙江不锈钢钢管 网责任编辑:温州不锈钢管编辑:浙江德邦钢业 编辑
    如果不锈钢锅炉管从蒸气凝固出来的晶体是完善的,那么它将通过怎样的机制来成长,这是这一节所要讨论的问题。所讨论的内容也适用于溶液中不锈钢锅炉管晶体的成长。    不锈钢锅炉管晶体表面只有在其和密堆积面一致时,才可以认为所有的表面原子都排列在一个平面上;而所有其他的晶体表面,则都是由台阶和弯结(kink)连接起来的一些密堆积面构成的,对于任何一个不锈钢锅炉管晶体,这样的考虑都是适用的。图10.2是根据这种考虑所描绘的比较宏观一点的立体图,它表示一个简单立方晶体和它的蒸气相接触时的成长。锅炉不锈钢管晶体上层包含一些台阶s和弯结K.蒸气原子撞到晶体表面时将被吸附,而表面上的原子也可以蒸发(升华)。吸附率和蒸气压成正比,而蒸发率只和温度有关。从图上可以看出,不锈钢换热管表面上的孤立原子只有一个近邻,所受到的束缚并不很牢靠;在台阶上的原子则有两个近邻,所以束缚得比较紧一些;而在弯结上的原子则有三个近邻,束缚得更紧一些.显然,直接撞到台阶或弯结上的原子要比撞到表面上的原子少得多,不过,由于不锈钢原子在不锈钢锅炉管表面扩散的激活能比升华能小得多,所以原子在再蒸发以前便扩散到台阶或弯结上去的机会很大,这种过程如图10.2上的箭头所示,不锈钢管在有条件成长的情况下,成长过程将是这样的:蒸气原子一个一个地附在台阶上,使台阶逐步前进,最后到达晶体边缘,直至完成一个原子层之后台阶消失;进一步成长则要求在晶面上形成新的二维核心,如图10.2中的N所示。和第九章所讨论的成核条件一样,这二维核心必须在达到一定大小的临界尺寸之后,才能长大成一个原子层.新成长的原子层又包含着台阶和弯结,不锈钢管晶体就这样不断地长大,    根据上述概念,蒸气必须超过一定的过饱和度之后,不锈钢换热管表面才可能有足够的稳定核心以供成长之用.理论计算结果表明,即使成长率很慢,例如每月1微米,蒸气过饱和度一般也要求达50%,至少不低于25%.实验观察结果和表面成核理论有的是符合的,譬如测量Hgl。不锈钢管晶体在22.9℃时的成长速率和蒸发速率之后,知道蒸气过饱和度必须达40%以上,Hgl2晶体才有可以察觉到的成长率;亚饱和度达40%以后,才有可以察觉到的蒸发率,    但是,除了刚才温州不锈钢管厂所说的结果以外,还没有其他的实验能够证明表面成核的成长理论。普遍的实验结果指出,在过饱和度比理论值低许多时,晶体就已经能够成长,并且和过饱和度成正比.例如实验上可以证明,在温度为0℃时,当碘蒸气过饱和度大于1%以后,碘晶体的成长率和过饱和度成正比,即使过饱和度小于1%,晶体亦不突然停止成长。
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