ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние механических воздействий из "Основы техники кристаллизации расплавов" Сравнительно давно известно, что на процессы образования кристаллов из расплава и их роста влияют различные механическрю воздействия перемешивание и встряхивание, трение, удар и контакт твердых поверхностей в объеме расплава, а также упругие колебания (вибрация, ультразвук и др.). Наибольшее число работ посвящено изучению влияния ультразвука на процесс кристаллизации. [c.58] Влияние механических воздействий па процесс зарождения кристаллов связано, во-первых, с энергетическими изменениями системы в локальных участках объема расплава и, следовательно, 5 процессом флуктуационного зарождения. С другой стороны, механические воздействия вызывают изменения ряда физических параметров системы, непосредственно связанных с характером тепловых ж диффузионных процессов на границе раздела фаз. В ряде случаев механические воздействия вызывают диспергирование частиц нерастворимых примесей и возникающих кристаллических образований. При этом возможно изменение физического состояния самой поверхности твердого тела. [c.58] Отмечается [47, 66], что непрерывное встряхивание сосуда с расплавом часто ускоряет кристаллизацию. При периодическом сильном встряхивании кристаллизация происходит лишь при вполне определенном переохлаждении [67]. [c.58] В некоторых случаях кристаллизация расплава может быть вызвана контактом твердых предметов с жидкой средой или их трением о стенки сосуда. Эффект этого воздействия часто зависит от материала и состояния соприкасающихся поверхностей [67]. Действие трения можно объяснить обнажением активных поверхностей и, возможно, также остатков нерасплавленной кристаллической фазы в микротрещинах стенки. [c.58] Начало кристаллизации может быть вызвано непрерывными механпческими ударами твердым нредметом о степку аппарата [47]. С увеличением силы ударов эффективность их действия увеличивается этим путем достигнута кристаллизация воды при минимальном переохлаждении (0,02 °С). Рассматриваемый эффект объясняют изменением плотности среды под действием ударной волны. [c.59] Вибрация сосуда с расплавом во время кристаллизации также способствует росту числа зародышей и образованию мелкозернистой структуры. Это вызвано действием упругих колебаний, приводящих к дроблению кристаллов и очищению их поверхности от загрязнений [71]. Кроме того, упругие колебания низкой частоты вызывают перемешивание расплава, выравнивающее его температуру и благоприятствующее объемной кристаллизации. [c.59] Ультразвуковые колебания оказывают значительно больший эффект по сравнению с низкочастотными [72, 73]. Здесь имеют особое значение кавитационные явления, сопровождающиеся дроблением кристаллической фазы. Опыты показали [72—74], что под действием ультразвука процесс кристаллизации ускоряется иногда в сотни раз. При этом в веществах, способных значительно переохлаждаться (тимол, салол, пиперонал, бензофенон и др.), всегда наблюдается образование в расплаве большого числа мелких кристалликов за счет диспергирования более крупных. [c.59] При гомогенном зарождении наложение ультразвукового поля приводит к интенсификации диффузионных процессов и увеличению вероятности перехода молекул из переохлажденной жидкой фазы в зародыш. Заметим, что при действии ультразвука уменьшаются вязкость расплава и межфазное поверхностное натяжение [75], вызывая снижение энергии активации [76]. Кроме того, под действием ультразвука усиливается теплообмен зародыша с окружающей средой. Действие ультразвука в ряде случаев способствует деполимеризации, дегазации и ряду других процессов [77]. [c.59] Нерастворимые примеси в расплаве обычно приводят к возникновению кавитационных явлений при меньших мощностях ультразвукового поля, чем в отсутствии этих примесей [78]. При этом кавитационные силы в системе могут вызвать диспергирование частиц примесей. [c.59] Большинство исследователей [79] отводит главную роль амплитуде ультразвуковых колебаний и второстепенную роль их частоте. Однако некоторые авторы [77] отмечают увеличение числа зародышей с ул1еньшением частоты. [c.59] Исследования показали, что максимальное воздействие на процесс зарождения достигается в определенном интервале интенсивности ультразвукового поля. Наличие верхнего порога, по-видимому, объясняется выделением большого количества теплоты кристаллизации и разогревом жидкости, что, естественно, замедляет процесс зарождения кристаллов [73]. [c.59] Под действием ультразвукового генератора обычно происходит вибрация стеиок сосуда, что также благоприятствует зарождению кристаллов [74]. Этот эффект усиливается, когда собственная частота колебаний стенки близка к частоте ультразвука. Наличие резонанса усиливает действие вибрирующих стенок. [c.60] Вернуться к основной статье