Жидкие кристаллы зародыши

Процесс кристаллизации как из растворов, так и расплавов протекает в две последовательных стадии 1) образование зародышей (центров кристаллизации) 2) рост кристаллов. При этом различают зарождение гомогенное и гетерогенное. Гомогенное зарождение происходит при отсутствии в исходной фазе твердых частиц, на которых могут образоваться кристаллы, и определяется флуктуациями энергии. Гетерогенное зарождение происходит на твердых поверхностях и на взвешенных в исходной фазе твердых частицах. Направление фазовых превращений определяется, как известно, изменением свободной энергии системы. Из двух фазовых состояний устойчиво то, которое соответствует меньшей свободной энергии. Следовательно, кристаллизация возможна в тех случаях, когда переход веш,ества из жидкого в твердое состояние сопровождается уменьшением свободной энергии системы. [c.683]

Образование мезофазы начинается в объеме изотропной жидкости при 390-400 С. При этом на ультратонких срезах с помощью электронного микроскопа обнаружены мезофазные сферы размером около 0,1 мкм. Их зародыши и первые частицы мезофазы, не видимые под микроскопом, имеют еще меньшие размеры [2-6]. Между температурами Та и (рис. 2-7) образуются нематические жидкие кристаллы. С ростом температуры они необратимо переходят в анизотропный углерод. По-видимому, показанные на диаграмме области изотропного углерода состоят из смешанных структур изотропной и анизотропной. По мере приближения сплава к однокомпонентному состоянию образующийся углерод становится все более изотропным. При соотношениях между мезофазой и изотропной средой не больше 1 1 рост сфер происходит без их слияния. При этом сохраняется сферическая форма частичек, а их диаметр увеличивается до нескольких десятков микрон. [c.46]

Увеличение переохлаждения приводит к росту вязкости жидкой фазы. В расплавах веществ, в которых скорости образования зародышей и роста кристаллов очень малы, а вязкость жидкости при охлаждении резко увеличивается, кристаллизация вообще может не начаться — плав превращается в твердую аморфную массу (стекло). Температура, ниже которой кристаллизация не происходит, называется температурой стеклования. [c.261]

Галлий чрезвычайно склонен к переохлаждению. Расплавленный галлий способен длительное время (в течение многих месяцев) оставаться в жидком состоянии при температурах ниже точки затвердевания. При внесении в такой переохлажденный жидкий металл зародыша в виде кристалла твердого галлия или при перемешивании мгновенно наступает кристаллизация, [c.11]

Однако все наблюдения и эксперименты показывают, что процесс кристаллизации, напротив, происходит только в малой части пространства, занимаемого системой, а именно на поверхности раздела между уже существующим кристаллом (зародышем или затравкой) и маточной средой. Скачкообразность или пространственная неоднородность процесса выражается в том, что кристаллизующаяся система состоит из двух разных частей, соприкасающихся друг с другом — из жидкой маточной среды и кристалла. [c.362]

Другой фактор, определяющий скорость роста кристалла,— скорость диффузии частиц вещества из жидкой фазы к поверхности растущей грани кристалла. Следовательно, протекают дна одновременно противоположно направленных процесса — отвод теплоты и доставка к зародышам новых порций частиц. [c.245]

Зародыши кристаллов самопроизвольно образуются лишь в пересыщенном растворе. На рис. 2-1 представлена диаграмма состояний раствора [41, с. 16]. Пространство между двумя сплошными кривыми характеризует область существования пересыщенного раствора, где он может находиться в псевдоравновесном состоянии достаточно длительное время. Нижняя кривая-зависимость растворимости вещества от температуры. Верхняя—является границей лабильной области, т. е. области неустойчивого состояния, когда спонтанное выделение кристаллизанта в твердую фазу происходит достаточно быстро независимо от того, существовали ли в жидкой фазе зародыши кристаллов до ее перехода в лабильную область или нет. При этом скорость выпадения осадка настолько велика, что образующаяся твердая фаза представлена в основном глобулами аморфного вещества, которые постепенно кристаллизуются в процессе старения осадка. [c.46]

Известен и другой вид ассоциации компонентов молекул масел, характерный для парафиновых углеводородов. Некоторые молекулы связываются друг с другом, взаимно ориентируются и укладываются в определенный порядок, например параллельно друг другу, подобно спичкам в коробке. Если взаимная ориентация молекул ограничивается одной или двумя плоскостями, то такие ассоциаты называются жидкими кристаллами (рис. 3). Жидкие кристаллы могут быть зародышами трехмерных кристаллов. [c.312]

Опишем процесс массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы с учетом контактного вторичного зародышеобразования. Контактное зародышеобразование [30, 33, 38—41] осуществляется посредством маточных кристаллов, если они сталкиваются с другой поверхностью, которой может быть поверхность других кристаллов или стенок кристаллизатора и мешалки. Контактное зародышеобразование вызывает у исследователей значительный интерес, так как вклад его в образование кристаллов наибольший среди всех других видов зародышеобразования [35, 33, 39]. В опубликованных исследованиях для этого типа зародышеобразования контакт достигался или скольжением кристалла вдоль наклонной стеклянной поверхности, погруженной в пересыщенный раствор того же самого вещества [30], или столкновением с мешалкой, или же контрольным ударным контактом между кристаллической затравкой и прутком, сделанными из различных материалов [33, 40]. Существует непосредственная корреляция между числом образовавшихся зародышей и энергией удара при постоянной площади соприкосновения. Авторы работ [33, 42] отмечают сильную зависимость скорости контактного зародышеобразования от пересыщения и предлагают объяснение этого механизма новые центры образуются в жидкой фазе около кристалла или происходят из затравочного кристалла в результате истирания при соударении, при котором от поверхности кристалла откалываются маленькие кусочки, но выживают и получают право на дальнейший рост только те, размер которых больше критического для данного пересыщения. Изучению влияния на контактное зародышеобразование размеров затравочных кристаллов и интенсивности перемешивания посвящены работы [40, 43]. [c.47]

Так как поверхностная работа твердых тел часто значительно превышает поверхностную работу жидкостей, то наблюдаются существенные количественные различия при образовании жидких и твердых трехмерных зародышей. Большое значение имеет также различие в условиях роста жидкой и твердой фаз. При возникновении жидкой фазы присоединение частиц к образовавшемуся зародышу происходит практически беспрепятственно, тогда как, например, при послойном росте кристалла образование каждого нового слоя требует возникновения двумерного зародыша. [c.315]

Переохлаждение жидкой воды. При охлаждении жидкой воды до О" С и более низких температур вода не всегда замерзает. При отсутствии в ней частиц, которые могли бы играть роль зародышей кристаллов (центров кристаллизации), вода, как и многие другие жидкости, способна переохлаждаться, т. е. может сохраняться в жидком состоянии при температурах ниже температуры замерзания. Переохлажденная вода находится в неустойчивом состоянии. Достаточно внести в нее небольшой кристаллик льда (в качестве затравки), чтобы она закристаллизовалась. Это напоминает явление образования пересыщенных растворов и объясняется тем, что для образования первых зародышей новой фазы (в данном случае — кристалликов льда) всегда требуется некоторое пересыщение. [c.13]

Цементные зерна под действием воды образуют пересыщенный раствор, из которого выделяется гелеобразная масса кристаллов. Цементное тесто пластично и состоит из непрореагировавших частиц цемента, межзернового пространства, заполненного водным раствором электролита и единичными кристаллами Са(ОН)а и эттрингита. Появление зародышей новой фазы, их размеры и скорость роста кристаллов обусловлены величиной пересыщения жидкой фазы цементно-водной суспензии при растворении клинкерных минералов. Вероятность образования зародышей определяется формулой М. Фольмера [c.335]

Сульфиды, карбиды, нитриды d-металлов семейства железа. Сульфиды d-металлов ухудшают механические свойства сплавов на основе железа, кобальта и никеля, способствуя возникновению горячих трещин при кристаллизации. Это вызвано тем, что сульфиды FeS, oS и NiS хорошо растворимы в жидких металлах и при кристаллизации дают легкоплавкие эвтектики, т. е. в момент почти полного затвердевания металла между твердыми кристаллами создаются жидкие прослойки эвтектического сплава, являющиеся зародышами горячих трещин. [c.373]

Ассоциаты жидкого бензола, в сущности, представляют собой очень малые фрагменты кристаллов бензола. При температуре кристаллизации они могут стать зародышами кристаллов. Этот пример еще раз говорит [c.104]

В условиях металлургического производства кристаллизация и строение, например стальных слитков, определяются главным образом скоростью отвода тепла, которая зависит от толщины стенок изложниц, их геометрической формы и материала. При быстром отводе тепла прилегающие к стенкам изложницы слои жидкого металла, резко охлаждаются. Возникающее при этом большое переохлаждение приводит к образованию большого числа зародышей. Поэтому, как только что отмечалось, из-за конкуренции между большим числом отдельных центров кристаллизации вблизи стенок изложницы растут преимущественно мелкие равноосные кристаллы. Быстрая кристаллизация сопровождается выделением значительного количества тепла (теплота кристаллизации). Это вызывает некоторое уменьшение переохлаждения и соответственно падение с. з. ц. к. Благодаря этому ускоряется рост кристаллов, образо- [c.288]

Образование переохлажденных систем, находящихся в метаста-бильном состоянии, наблюдается в процессах кристаллизации расплавов солей и металлов. Зарождение новой фазы — кристалл или пузырек газа в жидкой фазе — всегда требует специальных условий энергия активации, нарушение структуры непрерывной фазы, критические размеры зародыша и т. д. Наличие границ раздела достаточной кривизны облегчает начало зарождения новой фазы. [c.183]

Было установлено, что плавление начиналось с образования зародышей жидкой фазы на поверхности кристалла (очевидно, в дефектных местах) — в виде мелких капелек с четко очерченным периметром смачивания (рис. 1, см. вклейку). Затем происходил рост этих капелек (одновременно появлялись и новые капли) с последующим их слиянием в более крупные капли (рис. 2, см. вклейку). Во всех случаях наблюдалось хаотическое движение капель по поверхности кристалла. Размер капли при таком движении возрастал,— она захватывала другие более мелкие, и возможно, невидимые капли. Появляющаяся в поздних стадиях плавления пленка расплава также разбивалась в капли. [c.46]

В промышленных аппаратах кристаллы чаще всего находятся во взвешенном состоянии в массе жидкого раствора. Экспериментальная установка для изучения скорости роста кристаллов в этих условиях приведена на рис. 3.12. В вертикальную стеклянную трубу помещается монофракционная навеска кристаллов, которые увеличивают размеры за счет контакта с циркулирующим раствором постоянной температуры и пересыщения. Средняя относительная скорость движения кристаллов и раствора зависит от интенсивности циркуляции. Скорость роста кристаллов (усредненную по всем кристаллам) определяют взвешиванием навески через определенные промежутки времени после начала опыта. Такая методика позволяет получать более достоверные экспериментальные результаты в условиях, достаточно приближенных к реальным условиям массовой кристаллизации. Пересыщение не должно быть слишком высоким, чтобы не происходило образования новых зародышей. [c.160]

Стадия III. По мере перехода ионов в раствор содержание их становится достаточным для роста зародышей кристаллов. Первоначально рост отмечается при пересыщении раствора относительно гидроксида кальция, происходящего вблизи поверхности зерен. Вследствие того, что перенос диоксида кремния через поверхностный слой частиц затруднен, образуются слаборазвитые кристаллы С—S—Н. Рост кристаллов Са(ОН)г, определяющийся степенью пересыщения жидкой фазы ионами Са +, начинается в конце стадии II и продолжается на стадии III. [c.176]

Поскольку мерой скорости растворения кристалла служит скорость образования вогнутых двумерных зародышей на поверхности растворяющегося кристалла, и эта скорость пропорциональна то уравнением (5.24), а следовательно, и (5.25) описывается в принципе и процесс растворения. Исходя из молекулярно-кинети-ческой теории, уравнения, аналогичные (5.24) и (5.25), можно вывести также для линейной скорости роста и испарения жидких [c.93]

Некоторые качественные закономерности выявляются из рассмотрения физической природы процесса кристаллизации и анализа имеющихся опытных данных. Так, увеличение интенсивности перемешивания при кристаллизации повышает ее скорость за счет возрастания коэффициента массоотдачи и способствует равномерному росту кристаллов, но они получаются более мелкими. К увеличению скорости процесса приводит повышение температуры, поскольку уменьшается вязкость жидкой фазы, С увеличением движущей силы процесса (степени пересыщения х — %) за счет более быстрого выпаривания растворителя или более быстрого охлаждения суспензии скорость кристаллизации повышается в связи с быстрым возрастанием числа зародышей, но частицы твердой фазы получаются более мелкими. Кроме того, при быстрой кристаллизации ухудшается однородность кристаллов — в них может защемляться маточный раствор. [c.483]

Агрегация в изотропных жидкостях обусловлена молекулярными взаимодействиями [9]. Дифильная природа упомянутых выше молекул ответственна за образование упорядоченных агрегатов (мицеллообразование), даже если размер таких роев намного меньше размеров анизотропных доменов, наблюдаемых в жидких кристаллах. Образование роев в изотропных жидкостях, вызванное возникновением в них зародышей термотропной жидкокристаллической фазы (т. е. выше перехода нематической фазы в изотропную), было продемонстрировано Цветковым [10, 11] при исследо- [c.119]

Малоугловое Р. с. полимерами появляется при преимущественном Р. с. в области малых углов (до 30 ). Для него характерно образование диффузных пятен (оптич. неоднородности не имеют четких границ) или специфич. дифракционных картин четырехлепестковых симметричных (для сферолитов), колец и рефлексов (для жидких кристаллов блоксополимеров). Малоугловое Р. с.— метод исследования кинетики образования, размеров (и формы) зародышей и надмолекулярных образований при кристаллизации, их деформации и разрушения при ориентации волокон и пленок оно используется также при изучении образования долгоживущих ассоциатов и молекулярных комплексов в р-рах, реальных сеток в гелях, при исследовании фазовой сегрегации (микросинерезиса) при определении размеров монокристаллов полимеров в их взвесях, их полидисперсности и агрегации. [c.250]

Гетерофазные флуктуации развиваются при температурах как выше, так и ниже фазового перехода. Появление зародышей мезоморфной фазы в изотропном расплаве жидкокристаллических веществ экспериментально было обнаружено В. Н. Цветковым с сотр. По-видимому, благодаря возникновению гетерофазных флуктуаций наблюдается быстрая полимеризация не только в жидких кристаллах, характеризующихся макроанизотропией, но и в предпереходноМ состоянии, которое реализуется либо при плавлении жидких кристаллов, либо при добавлении к ним растворителя [c.111]

Рассмотрим двумерный зародыш, т. е. группу расположенных друг возле друга молекул, адсорбированных на заполненном слое грани кристалла. Зародыш обладает краевой свободной эиталь-ппей т] на единицу длины, соответствующей поверхностной свободной энтальпии трехмерного зародыша. Если предположить, что зародыш имеет форму диска, то можно рассчитать следующие величины, которые сравниваются с соответствующими величинами для жидкой сферической капли [c.169]

Присутствие жидких малоциклических ароматических углеводородов из-за наличия в их молекулах коротких боковых цепей не влияет на структуру и размер кристаллов парафиновых углеводородов. Повышенное их содержание приводит к увеличению размеров этих кристаллов вследствие уменьшения концентрации последних в растворе, что связано с облегчением условий роста кристаллов. Полициклические ароматические углеводороды в концентрации >25% (масс.) на смесь способствуют уменьшению размеров кристаллов парафинов, что объясняется повышением вязкости раствора, из которого проводится кристаллизация. Процесс кристаллизации твердых углеводородов из полярных и неполярных растворителей протекает в форме монокристаллических образований образуется структура, состоящая из кристаллов определенной формы, причем каждый монокристалл развивается из одного и того же центра. При такой форме кристаллизации отдельные кристаллы могут быть как разобщены между собой, так и образовывать в растворе пространственную кристаллическую решетку. С помощью электронного микроскопа при увеличении в 13 000 раз удалось проследить практически все стадии роста кристаллов от момента возникновения зародышей (центров кристаллизации) до полностью оформленного кристалла [25, 26]. Такое постадийное изучение процесса роста кристаллов проведено на примере пента-контана ( пл = 93°С) при кристаллизации в углеводородной среде (рис. 39, а—г). [c.131]

В большинстве случаев переход из кристаллического в жидкокристаллическое состояние энантиотропен, т. е. жидкокристаллическое состояние обнаруживается непосредственно после точки плавления вещества. Но могут быть и мояотропные системы, у которых жидкокристаллическое состояние проявляется ниже температуры плавления истинных кристаллов. Это обнаруживается в тех случаях, когда вещество способно к переохлаждению без кристаллизации. При охлаждении изотропного расплава такого вещества оно проходит точку кристаллизации без фазового перехода. Это обычное явление переохлаж-/дения, при котором скорость спонтанного образования кристаллических зародышей значительно меньше скорости охлаждения. При определенной температуре ниже, ТОЧКИ кристаллизации происходит фазовый переход, но не с возникновением истинных кристаллов, а с образованием мезофазы, т. е. жидких кристаллов. Только при дальнейшем охлаждении частота гетерофазных флуктуа-дий с достижением критических размеров этих флуктуаций становится такой, что начинается быстрый рост истинно кристаллической фазы. Образовавшиеся истинные кристаллиты плавятся уже при более высокой температуре, переходя непосредственно в изотропную (аморфную) жидкость. Если же переохлажденный расплав, перешедший в жидкокристаллическое состояние, не успел еще закристаллизоваться, то при последующем нагревании наблюдается вновь фазовый переход в аморфный расплав при строго определенной температуре, отвечающей первоначальной точке перехода из аморфного расплава в мезофазу и лежащей, естественно, ниже температуры плавления истинного кристалла. [c.13]

Весьма важными для понимания роли структурообразования в кинетике полимеризации являются исследования полимеризации в предпе-реходном состоянии. При добавлении растворителя к кристаллическим мономерам жидкие кристаллы можно получить при более низкой температуре. чем термотропные кристаллы. Это позволяет варьировать взаимную ориентацию молекул мономера в широких пределах и реализовать цредпереходное состояние. В предпереходный период, когда система изотропна, создаются благоприятные кинетические условия и скорость роста цепи возрастает, что обусловлено гетерофазными флуктуациями. Последние реализуются в переходном состоянии в результате растворения жидкокристаллических структур при добавлении растворителя. Гетерофазные флуктуации выполняют роль зародышей жидких кристаллов. В жидком кристалле гетерофазные флуктуации возникают в виде микрокапель изотропной жидкости. На примере указанных выше мономеров было установлено, что по обе стороны фазового перехода возможно зарождение структурных элементов, ответственных за изменение кинетических условий образования полимера. При жидкофазной полимеризации такие условия не создаются. В образовании гетеро-фазных флуктуаций участвуют те же молекулярные единицы, что и при образовании жидкого кристалла. Кинетические эффекты, обусловленные спецификой структурообразования, проявляются лишь в том случае, когда сам мономер является компонентом, активно участвующим в образовании жидкокристаллических зародышей, либо взаимодействует с молекулами, принимающими участие в их образовании. Если мономер не образует жидких кристаллов или димерных комплексов с добавками, способными к образованию таких зародышей, то зародыши новой фазы еще не обусловливают возникновение кинетических эффектов. [c.53]

Кристаллизация нематического препарата не всегда сопровождается появлением дисинклинаций по всему фронту кристаллизации. При медленном росте кристалла впереди фронта кристаллизации возникает множество жидкокристаллических капель, которые сливаются с наступающим фронтом кристаллизации (рис. 27). Каждая капля имеет объемную дисинклинацию и, если последняя перпендикулярна поверхности стекол, то капля имеет осевой крест при скрещенных николях. Возникновение сферических зародышей часто происходит в одном и том же месте препарата. В препарате, приготовленном без покровного стекла, т. е. когда из-за большого температурного градиента возникает вихревое движение вещества, можно наблюдать, как зародыш жидкого кристалла, достигнув определенной величины, отрывается от места возникновения и увлекается током вещества в жидкокристаллическую массу. На его месте возникает новый зародыш и т. д. Таким же образом можно объяс- [c.38]

Как отмечено, жидкие кристаллы характеризуются ближним порядком в расположении центров тяжести молекул и параллельностью нх длинных осей. Переход твердого тела в жидкий кристалл соответствует ликвидации дальнего порядка в расположении центров тяжести молекул при сохранении дальнего порядка в их ориентации. Переход жидких кристаллов в изотропную жидкость сопровождается ликвидацией дальнего порядка и в ориентации молекул. Последний переход Френкель называет ориентационным плавлением . Согласно теории Френкеля, вблизи точки перехода одной фазы в другую образование зародышей новой фазы происходит еще до достижения точки превращения. В старой фазе возникают местные и временные флуктуации, называемые гетерофазными. Цветков распространил теорию гетерофазных флуктуаций на переходы типа жидкий кристалл — изотропная жидкость. По его мнению, в изотропножидкой фазе около точки превращения имеет место образование зародышей жидких кристаллов (роев). Этот факт подтверждается аномальным изменением ряда физических величин (двулучепреломление в потоке, скорость и поглощение ультразвука и др.) вблизи точки превращения изотропной жидкости в жидкий кристалл. Например, величина двойного лучепреломления в потоке изотропножидкого п-азоксианизола начинает возрастать еще за несколько градусов до этой температурной точки (134°) . [c.96]

Одним из основных факторов, определяющих степень выделения и скорость отделения твердых углеводородов от жидкой фазы в процессах депарафинизации и обезмасливаиия, является качество депарафинируемого сырья. Как указывалось выше, большая часть твердых углеводородов относится к изоморфным веществам, способным к совместной кристаллизации с образованием смешанных кристаллов, причем в зависимости от условий выделения из растворов эти кристаллы могут быть разных структуры и размеров. При прочих равных условиях форма и размер этих кристаллов определяются фракционным составом сырья. С повышением пределов выкипания фракции уменьшается полнота отделения кристаллов твердых углеводородов от растворов масляной части, что связано с повышением концентрации твердых углеводородов и изменением их химического состава. При охлаждении раствора сырья с большим содержанием твердых углеводородов в соответствующем растворителе в начальный момент кристаллизации образуется слишком много зародышей кристаллов, на которых при дальнейшем охлаждении кристаллизуются выделяющиеся из раствора твердые углеводороды. В этом случае конечные кристаллы имеют малые размеры, что приводит к уменьшению скорости фильтрования и выхода депарафииированного масла при увеличении содержания масла в твердой фазе. Рост кристаллов определяется типом углеводородов, выделяющихся из растворов в виде зародышей, на которых затем кристаллизуются остальные компоненты твердой фазы [6]. [c.136]

Еще одно важное физико-химическое явление, связанное с существованием избыточной поверхностной энергии,— это образование пересыщенных систем. При закипании жидкости образуются пузырьки (зародыши) газовой фазы в толще жидкости. Конденсация пара начинается с образования капель жидкости — зародышей жидкой фазы. Чтобы началось замерзание жидкости или выпадение твердого вещества из его насыщенного раствора, должны появиться кристаллы замерзающей жидкости или растворенного вещества— зародыши твердой фазы. Первоначальный размер зародышей новой фазы очень мал, следовательно, они имеют высокую по отношению к их объему поверхность и тем самым значительную избыточную поверхностную энергию. Это затрудняет их образование. Поэтому в определенных условиях пар может быть охлажден до температуры, существенно более низкой, чем температура конденсации, т. е. может образоваться пересыщенный пар. Аналогично, жидкость в ряде случаев может быть нагрета выше температуры кипения, т. е. может быть получена перегретая жидкость. Точно так же возмол сно охлаждение жидкости ниже температуры замерзания, т. е. образование переохлажденной жидкости. При охлаждении раствора твердого вещества, растворимость которого падает с уменьшением температуры, можно без выпадения осадка растворенного вещества понизить температуру ниже гой, при которой раствор становится насьшхенным, т. е. получить пересы-щенный раствор. [c.310]

Г. В. Курдюмовым и советской школой металлофнзиков создана общепринятая в настоящее время теория мартен-Ситных превращений, как особого класса фазовых превращений. Общим с обычными фазовыми превращениями у мартснситных превращений является то, что они протекают путем образования и роста зародышей новой фазы внутри старой. Своеобразие же таких превращений, согласно Г. В. Курдюмову состоит в том, что оно ...состоит в закономерной перестройке решетки, при которой атомы не обме1шваются местами, а лишь смещаются один относительно другого на расстояния, ие превышающие межатомные . Г. В. Курдюмов показал, что мартенситные превращения не ограничиваются сплавами железо — углерод, а представляют собой широкий класс фазовых превращений. Так, мартенситные превращения характерны и для сплавов цветных металлов, например сплавов медь — алюминий, и являются одним из основных видов фазовых превращений в твердом состоянии. Так как при мартенситном превращении кристаллы новой фазы образуются путем согласованного кооперативного перемещения атомов старой фазы, то оно приводит сначала лишь к микроскопическим сдвигам кристалликов обеих фаз друг относительно друга. Ввиду малых расстояний, на которые перемещаются атомы при таком механизме превращения, его скорость не ограничивается скоростью диффузии. Следовательно, важная особенность кинетики мартенситных превращений состоит в том, что они являются бездиффузионными. Зародыши новой фазы при таких превращениях образуются с большой скоростью и могут возникнуть при столь низких температурах, при которых диффузия атомов практически не происходит. Например, образование мартенсита в углеродистых сталях наблюдается при температурах, немного более высоких, чем точка кипения жидкого азота (—195 °С). [c.517]

Исходя из сказанного, механизм каплеобразования на поверхности исследованных твердых тел можно рассматривать, по-види-мому, следующим образом. Возникающие на субмикроскопических дефектах зародыши жидкой фазы образуют пленку, которая, вследствие неполной смачиваемости неустойчива и быстро стягивается в капли. Вокруг капель образуются углубления, т. е. масса капли формируется из материала поверхностного слоя кристалла, в результате чего и образуется углубление (рис. 5). [c.47]

Коядеясациа в жидкое состояние. В случае К в объеме пара или парогазовой смеси (гомогенная К ) конденсир фаза образуется в виде мелких капель жидкости (тумана) или мелких кристаллов Для этого необходимо наличие центров К, к-рыми могут служить очень мелкие капельки жидкости (зародыши), образующиеся в результате флуктуации плотности газовой фазы, пылинки и частицы, несущие электрич заряд (ионы) При отсутствии центров К пар может в течение длит времени находиться в т наз метастабильном (пересыщенном) состоянии Устойчивая гомог К начинается при т наз критич пересыщении П,р = /),//) , где равновесное давление, соответствующее критич диаметру зародышей, давление насыщ пара над плоской пов-стью жидкости (напр, для водяного пара в воздухе, очищенном от твердых частиц или ионов, П,р = 5-8) Образование тумана наблюдается как в природе, так и в технол аппаратах, напр при охлаждении парогазовой смеси вследствие лучеиспускания, смешении влажных газов [c.449]

Величина eje называется степенью пересыщения. На стадии роста кристаллов происходит образование крупных кристаллов за счет массообмена с жидкой фазой. Стадии образования зародышей и роста кристаллов могут проходить быстрее при увеличении степени пересьпцения, при более высокой температуре, при интенсивном перемешивании и добавке нерастворимых твердых частиц ( затравки ). [c.297]

Основу физической модификации ингредиентов составляют повышение дефектности и дисперсности кристаллов, снижение температур плавления компонентов в бинарных и сложных эвтектических смесях и твердых растворах заме-ш,ения [34]. Эти явления, характерные для молекулярных кристаллов [241, 248], объясняются механизмом эвтектического плавления смеси молекулярных кристаллов, описанным в работах [244, 249]. Согласно этим работам при контактировании кристаллов двух веществ происходит схватывание их поверх-ностаых слоев с образованием единой системы благодаря меж-молекулярному взаимодействию, приводящему к упругому деформированию кристаллической решетки в пограничных зонах и возрастанию дефектности кристаллических частиц. В результате этого на поверхности двух крист 1ЛЛов сосредоточивается запас избыточной энергии, причем самопроизвольное ее уменьшение может быгь достигнуто за счет снижения межфазного поверхностного натяжения. Нагрев системы приводит к плавлению граничных зон кристалла с более низкой Тпл, что обеспечивает резкое уменьшение избыточной энергии. При этом в бинарной смеси кристаллы вещества с более высокой Тот являются активной подкладкой, уменьшающей работу об разования зародышей жидкой фазы в поверхностном слое кристалла вещества с более низкой Тпд, стремящегося приспособиться к структуре подкладки, что обуславливает сниже- [c.48]

Поскольку смесь остается устойчивой до температур 150°С, можно утверждать, что первый эндоэффект соответствует плавлению тройной эвтектической смеси, образованной из МБТ, ТМТД и части серы. Относительно вторых эндоэффектов на термограммах следует отметить, что их площади и температуры минимумов (97°С) с нагревом образцов не изменяются. Это позволяет предположить соответствие второго эндоэффекта плавлению вещества, количество и Тщ, которого остаются неизменными в условиях эксперимента. Наблюдение процессг плгшления смеси на приборе типа НМК с микроскопом показало, что этим веществом является избыток серы, не вступивший в тройную эвтектическую смесь. Понижение Тпл серы в смеси с 112 до 97°С объясняется согласно теории контактного плавления [249], в соответствии с которой кристаллы ускорителей в тройной системе с эвтектикой являются активной подкладкой для кристаллов избытка серы, облегчающей их плавление. Этс происходит благодаря уменьшению работы образовгшия зародышей жидкой фазы в поверхностном слое кристаллов серы, что в свою очередь приводит к снижению их температуры плавления. [c.142]

Пример 7.5.5.1. Стохастическая модель зародышеобразования. Необходимо в рамках стохастических представлений построить модель гомогенного и гетерогенного зародышеобразования (см. подраздел 8.7.1) для описания скорости образования кристаллов из жидкой фазы на основе представления о рождении и гибели кластеров [120]. При решении поставленной задачи считается, что зародышеобразование протекает по известной схеме случайного процесса гибели и рождения с конечным числом состояний [29, 99, 121, 122]. Пусть объем пересыщенного пара, незначительно превосходящий объем критического зародыша, содержит ( + 1) атомов или молекул. Символом Ео обозначим состояние этого объема, когда в нем содержится ( + 1) одиночных атомов пара, символом — состояние системы, заключающееся в образовании одного комплекса из двух атомов, — одного комплекса из трех атомов и, наконец, — одного комплекса из и атомов. Этот комплекс представляет собой критический зародыш жидкой фазы, который после присоединения еще одного атома (переход в состояние ) способен к дальнейшему самопроизвольному росту. Обозначим через ко вероятность перехода из состояния Ео в Ei, через А,] — вероятность перехода из состояния Ei в Ei а так далее, т. е. вероятности присоединения одиночных атомов к соответствующим комплексам. Через Ц] обозначим вероятность перехода из состояния Ei в Ео, через р2 — вероятность перехода из состояния в i и так далее, т. е. вероятности отрыва одиночш.1х атомов от соответствующих комплексов. Тогда граф-схема процесса будет иметь вид, представленный на рис. 7.5.5.1. Вероятность перехода системы из состояния Е в состояние 1 полагаем равной нулю ц( = 0), т. е. состояние Е для этой схемы является поглощающим. [c.689]

В термодинамической теории фазовых превращений рассматривается лишь равновесие между исходной и новой фазами при допущении, что последняя фаза достигла полного развития и поверхность раздела между обеими фазами является плоской. При этом под температурой перехода понимают температуру, при которой обе фазы могут оставаться в равновесии друг с другом неограниченно долгое время. Образование и начальное развитие новой фазы с достаточной для ее обнаружения скоростью возможно только при некотором отступлении от условий равновесия. Отступления от условия равновесия могут быть гораздо более существенными, чем необходимо для роста новой образующейся фазы. Фазовый переход пар— жидкость (жидкость— кристалл) возможен только в том случае, когда исходная паровая фаза оказывается в состоянии, исключаемом из рассмотрения в обычной термодинамике как термодинамически неравновесное. Оно может сохраняться в течение более или менее продолжительного времени, поскольку скорость возникновения новой фазы достаточно мала. Подобные состояния называются ме-тастабильными. Возникновение новой фазы в метастабильной паровой фазе происходит в форме зародышей, которые рассматриваются как маленькие капельки. Предположение, что маленькие капельки или комплексы частиц отличаются от макроскопических тел в жидком состоянии только своими размерами, не может считаться правильным [97]. В случае зародышей малых размеров в чрезвычайной степени возрастает роль поверхностной энергии и поверхностного натяжения при оценке общей и свободной энергии образуемой ими системы. Кульер в 1875 г. и Айткен в 1880 г. [98] обнаружили, что для образования облака путем адиабатического расширения влажного воздуха необходимо наличие маленьких частиц ш.ши. Если же воздух пыли не содержит, то образование облака начинается только при очень сильном расширении. [c.825]

В дальнейшем будем полагать, что основная масса зародышей возникает нижней части аппарата, так как здесь создается наи льшее пересыщение раствора и объемная концентрация твердой фазы. Функцией распределения кристаллов по размерам будем пренебрегать, полагая, что в поперечном сечении аппарата кристаллы имеют один и тот же средний размер. Наконец, примем одинаковой в данном сечении аппарата температуру жидкой и кристаллической фаз. При сделанных допущв1иях общая система [c.359]

Посвящена теоретическому анали-зу процессов возникновения и роста новой фазы в парообразных, жидких и твердых системах. В основу рассмотрения заложена — впервые выдвинутая автором — идея о том, что возникновение зародыша новой фазы непосредственно связано с флуктуацион-ными явлениями. Явления формирования новой фазы описываются с применением введенных Гиббсом термодинамических потенциалов. Впервые на этой основе автором было дапо исчерпывающее освещение проблемы пересыщения системы нри спонтанном зародышеобразовании и вскрыта природа метастабильности . На базе работ Р. Каишева и Н. Странского рассмотрен вопрос о равновесных формах и формах роста кристаллов. [c.2]