ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие к русскому переводу (акад. БАН Р. Каишев) из "Кинетика образования новой фазы" Издание замечательной монографии Макса Фольмера Кинетика образования новой фазы на русском языке — важное событие для специалистов, работающих в областях фазообразования и роста кристаллов. Эта классическая книга, вышедшая на немецком языке в 1939 г., до сих пор цитируется в качестве основной во всех работах,, касающихся этих областей, хотя давно стала библиографической редкостью. Ее трудно найти даже в лучших библиотеках многих научных учреждений. Необходидю также учитывать то обстоятельство, что новое поколение ученых знакомо с немецким языком в гораздо меньшей степени. [c.4] Монография Фольмера появилась непосредственно после периода 1934—1936 гг., когда выявилась связь между статистиче-ски-термодинамической трактовкой явлений кристаллизации Гиббса — Фольмера и дшлекулярно-кинетическим подходом к ним Косселя и Странского. До этого предполагалось, что внутренней связи между этими двумя подходами к теоретической интерпретации явлений кристаллизации нет. Более того, высказывались даже общие сомнения в возможности молекулярно-кинетическим путем прийти к основным термодинамическим предпосылкам Гиббса — Фольмера. [c.4] Как известно, еще Гиббс в своем замечательном трактате о равновесии в гетерогенных системах выяснил факторы, определяющие стабильность пересыщенных систем. Однако лишь в 1926 г. Фольмер на этой основе построил свою известную теорию образования новых фаз и роста кристаллов, введя понятия о трехмерных и двумерных зародышах и связав их возникновение флуктуационным путем с проблемами скорости зародышеоб-разования и линейной скорости кристаллизации. Рассмотрев работу образования этих зародышей как энергию активации соответствующих процессов, Фольмер открыл путь количественной интерпретации фазообразования и кристаллизации. [c.4] В монографии Фольмера впервые дается целостное рассмотрение проблем фазообразования и роста кристаллов, являющееся результатом умелого синтеза двух основных подходов — молекулярно-кинетического и статистически-термодинамического. Поэтому она не потеряла своей актуальности и по сей день. [c.6] Особо актуален раздел о переходе отдельных молекул через фазовую границу. Необходимо подчеркнуть, что подобного детального и глубокого рассмотрения этого вопроса нигде в научной литературе встретить нельзя. А ведь это имеет первостепенное значение для любого теоретического рассмотрения проблем образования и роста новых фаз. В этом же разделе затронуты и вопросы шероховатости граней кристалла, поверхностной диффузии и др., которые сегодня детально разрабатываются как в теоретическом, так и в экспериментальном аспекте. [c.6] Раздел образования зародышей (глава 3) характеризуется изящными термодинамическими рассмотрениями (обобщениями) в сочетании с применением молекулярно-кинетических методов. Тесная связь между этими двумя подходами четко выявлена при трактовке вопросов о свойствах фаз малых размеров и о равновесных формах кристаллов. [c.6] В главе четвертой рассматривается кинетика образования зародышей в различных случаях сочетания двух фаз. Хочется обратить особое внимание читателей на раздел, посвященный образованию кристаллических зародышей. Приведенная трактовка проблемы по Беккеру и Дёрингу, основывающаяся полностью на молекулярно-кинетических представлениях, мало знакома сегодняшним специалистам. В ней в сущности даны теоретические основы процессов кристаллизации, и я убежден в том, что популяризация этой фундаментальной работы при помощи монографии Фольмера приведет к дальнейшей разработке ряда деталей в области теории роста кристаллов. [c.6] Мне хотелось бы в конце обратить внимание на изложение в пятой главе теории так называемого сегодня механизма Странского — Крастанова послойного осаждения кристаллов на подложке. Здесь приведено изложение этого вопроса в его оригинальном виде. Это важно, так как иногда многое из того, что теперь говорится об этом механизме, не соответствует его основным положениям. [c.6] Имея в виду время написания монографии Фольмера, нетрудно понять, почему в ней не затронуты такие важные вопросы, как нестационарное зародышеобразование, гетерогенные флуктуации, влияние дислокаций на рост кристаллов, шероховатость кристаллических граней и другие, разработанные позднее Зельдовичем, Френкелем, Франком и др. [c.6] После выхода в свет (1939 г.) настоящей монографии ряд положений, рассмотренных ее автором, получил дальнейшее развитие как в эксперименте, так и в теории. Приведенный в конце книги список работ поможет читателю ознакомиться с современным состоянием проблемы зарождения новой фазы, истоки которой даны в фундаментальном труде М. Фольмера. [c.7] Основные законы физико-химической кинетики реакций (в узком смысле слова), известные в принципе со времен Гульдберга, Вааге и Аррениуса, в дальнейшем были экспериментально и теоретически обстоятельно проверены и подтверждены учение же о возникновении новых фаз оставалось на чисто описательной стадии. Однако именно в этой области имеется чрезвычайно много наблюдений, накопившихся более чем за двухсотлетний период. В течение всего этого времени живой интерес к процессам фазообразования возрастал. Это понятно, так как с такого рода процессами и их последствиями приходится встречаться повсеместно, например в метеорологии, геологии, во многих областях техники, в особенности при производстве необходимых для нее материалов, и, наконец, в биологии. Лишь в самое последнее время успешный теоретический анализ явления фазообразования с единых позиций привел к включению — по крайней мере принципиальному — и этих процессов в здание кинетической теории. Целью данной книги является развитие и обоснование установленных таким образом законов. Никакого обзора огромного количества относящихся сюда экспериментальных наблюдений дано не будет. Отсутствие в прошлом единого руководящего принципа, сказывающееся еще и в наши дни, проявляется в том, что в большинстве экспериментов не обращалось внимания как раз на самые решающие обстоятельства поэтому для обоснования теоретических закономерностей могут быть привлечены лишь результаты отдельных, с особой тщательностью проведенных опытов. Однако все же представляется необходимым напомнить и о более старых экспериментах, которые привели к обоснованию широко принятых теперь понятий и установлению часто упоминаемых эмпирических правил, поскольку эти эксперименты нынешним поколением большей частью преданы забвению. Из множества прежних работ, трактовке которых в учебнике общей химии Вильгельма Оствальда уделено свыше 100 печатных страниц, почти ничего не перешло в современные справочники и учебники. Это показывает, насколько мало ценятся результаты чисто эмпирических изысканий, отсутствие которых в физической химии в целом весьма ощутимо. [c.8] Выражение потенциал используется Гиббсом в термодинамике исключительно ( ) для величин, обозначаемых им j,, но отнюдь не для введенных впервые Масьё (1869) характеристических функций, для обозначения которых стали употреблять буквы F F свободная энергия по Гельмгольцу) и G. [c.9] Значительную часть текста занимают еще не опубликованные соображения и расчеты. Поскольку речь идет о существенных добавлениях и исправлениях по отношению к вопросам, рассмотренным в опубликованных работах, было получено согласие их авторов, которым еще раз выражается благодарность за то, что они с готовностью пошли па это. [c.10] Особую благодарность автор выражает своим сотрудникам К. Нейману и Г. Томфору за критический просмотр рукописи и выправление многих деталей. [c.10] Вернуться к основной статье