Effect of Pressure and Gravitational Field on the Distribution of Cu during the Directed Growth of a Single Crystal of the Alloy Al–0.005 wt % Cu

V. О. Esin; Есин В. О.; А. S. Кrivonosova; Кривоносова А. С.; I. Zh. Sattybaev; Саттыбаев И. Ж.; Т. G. Fedorova; Федорова Т. Г.; L. V. Elokhina; Елохина Л. В.

doi:10.31857/S0015323023601800

Effect of Pressure and Gravitational Field on the Distribution of Cu during the Directed Growth of a Single Crystal of the Alloy Al–0.005 wt % Cu

Authors: Esin V.О.¹, Кrivonosova А.S.¹, Sattybaev I.Z.¹, Fedorova Т.G.¹, Elokhina L.V.¹
Affiliations:
1. Miheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 124, No 12 (2023)
Pages: 1230-1236
Section: СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ
URL: https://rjmseer.com/0015-3230/article/view/663048
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323023601800
EDN: https://elibrary.ru/CJJOZY
ID: 663048

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract

Abstract—

Using quantitative X-ray spectral analysis and metallography, the distribution of copper concentration in the α-solid solution of Al and the dislocation density in single crystals of the Al alloy–0.005 wt % Cu, grown from the melt at different values of argon pressure (Ar) and the gravitational field component (gmg) directed along the surface of the crystallization front. A strong inhomogeneity in the copper concentration measured in adjacent areas of the cross-sectional surface of the crystal and its correlation with the inhomogeneity of the distribution of dislocations in single crystals of the alloy, which depends on pressure and the gravitational field component, were discovered. The mechanism of relaxation of the excess free volume of the phase transformation released in the region of the interphase boundary during crystal growth is considered.

Keywords

melt crystallization, pressure, alloy single crystals, gravitational field, sedimentation of components

References

Есин В.О., Кривоносова А.С., Саттыбаев И.Ж., Федорова Т.Г., Елохина Л.В. Влияние давления на структуру монокристаллов алюминия и седиментацию растворенных компонентов при кристаллизации во внешнем потенциальном поле // ФММ. 2005. Т. 100. № 2. С. 63–69.
Есин В.О., Кривоносова А.С., Федорова Т.Г., Ревун С.А., Дякина В.П. Корреляция плотности дислокаций и относительного остаточного электросопротивления в монокристаллах алюминия // ФММ. 1982. Т. 53. Вып. 4. С. 830–832.
Инденбаум Г.В., Розин К.М. Оценка распределения примесей в алюминии, очищенном зонной плавкой, с помощью металлографического наблюдения фигур травления // Заводская лаборатория. 1967. № 6. С. 724–727.
Wyon G., Lacombe P. On defects in crystalline solids / Bristol conference. London. Phys. Soc. 1955. P. 187–196.
Frank F.C. On defects in crystalline solids / Bristol conference. London. Phys. Soc. 1955. P. 159–170.
Esin V.O. Supermobility of Crystal – Melt Interface / ICCG-10. The Tenth International Conference on Crystal Growth 1992, San Diego, California, USA. P. A154.
Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л.: Изд. Ленингр. отд. “Наука”, 1975. 592 с.
Задумкин С.Н., Хоконов Х.Б., Шокаров Х.Б. Акустический эффект кристаллизации и плавления вещества // ЖЭТФ. 1975. Т. 68. Вып. 4. С. 1315–1320.
Жекамухов М.Х., Шокаров Х.Б. О природе высоко частотных акустических волн, возникающих при кристаллизации и плавлении веществ / 21_AE_2000.
Есин В.О. Релаксация избыточного свободного объема фазового превращения на межфазной границе кристалла с расплавом // ФММ. (в печати).
Vorontsov V.B., Katalnikov V.V. Analysis of acoustic emission effect accompanying metal crystallization / 13th International Conference on Liquid and Amorphous Metals. Journal of Physics: Conference Series. 2008. V. 98. P. 052005.
Воронцов В.Б., Журавлев Д.В. Связь структуры сигналов акустической эмиссии при кристаллизации Al с механизмом формирования твердой фазы из расплава // Вестник Новг. ГУ. 2012. № 67. С. 8–13.
Vorontsov V.B., Pershin V.K. Experimental research of phase transitions in a melt high-purity aluminum // Journal of Crystal Growth. 2017. V. 480. P. 170–174.