Рост кристаллов размеров частиц

Гранулометрический состав полученного продукта зависит от условий кристаллизации. На него оказывают влияние скорость зародышеобразования и скорость роста кристаллов, дробление частиц в ходе процесса в результате соударения друг с другом и столкновения со стенками аппаратуры, агрегация и т. д. Распределение кристаллов по размерам зависит не только от N как таковой, но и от интервала времени, в течение которого появляются центры кристаллизации. Если все зародыши появляются одновременно, получается монодисперсный осадок. Конечно, это происходит в том случае, когда кристаллы растут в строго одинаковых условиях. А так как в различных зонах реальных кристаллизаторов любого масштаба условия кристаллизации не остаются [c.120]

Фильтруемость осадка зависит от размеров его частиц, которые в свою очередь определяются соотношением двух факторов скорости образования зародышей кристаллов и скорости роста кристаллов. [c.197]

При известном распределении по размерам затравочных кристаллов, независимости линейной скорости роста от размеров частиц, отсутствии агрегации и дробления должен быть справедлив закон Маккейба [12] [c.121]

Наиболее волокнистую структуру имеют смазки на основе натриевых мыл. Когда волокна разрываются за счет напряжений двига, смазка теряет консистентность, которую можно восстановить (если при работе не теряется такой основной компонент, как вода), вновь растворяя мыло и охлаждая его с тем, чтобы вызвать рост новых кристаллов. Длина волокон — от 0,2 до 50 мк, соотношение между длиной и диаметром колеблется в пределах от 10 1 до 200 1 [82]. Размеры частиц некоторых загустителей коллоидных консистентных смазок можно сравнить с размерами бацилл и вирусов. [c.504]

В соответствии с теорией дислокаций в процессе роста кристалла, особенно при массовой кристаллизации, его решетка искажается. Температурные градиенты у поверхности кристалла, возникающие вследствие неизотермичности кристаллизации, адсорбция примесей и другие причины приводят к появлению дислокаций, дефектов поверхности грани, которая оказывается не идеально плоской, а имеющей неровный рельеф. При кристаллизации из растворов, из газов, при образовании твердой фазы в результате химической реакции рельеф поверхности кристалла может иметь точечные нарушения, но часто приобретает форму плоских или винтовых, спиральных, уступов (ступенек), имеющих молекулярные или немного большие размеры. При росте кристалла, образующие его частицы присоединяются к ступеньке (к ее ребру), в результате чего спираль закручивается вокруг некоторого центра. Это приводит к появлению новых слоев. [c.246]

Первые слагаемые в правых частях уравнений (1.480), (1.485) характеризуют приток тепла в соответствующую фазу через поверхность выделенного объема dS, через дисперсные частицы, граничащие с поверхностью dS, и за счет пульсационного переноса тепла по потоку вторые характеризуют обмен тепла между целой дисперсной частицей и несущей фазой третьи — перенос тепла за счет фазового перехода четвертые характеризуют работу внутренних сил по изменению объема фазы пятые — изменение внутренней энергии за счет пульсаций скорости роста кристалла и распределения частиц по размерам. [c.126]

Если рост кристаллов не зависит от диффузионного сопротивления и определяется только интенсивностью собственно процесса отложения вещества на поверхности растущих кристаллов, то размер частиц затравки к моменту т после начала кристаллизации определяется уравнением [c.175]

Рассмотрим модель ЦБК с классифицирующим устройством [55—58]. Принималось, что скорость роста кристаллов и скорость зародышеобразования являются функциями только пересыщения. Принимался идеальный режим работы осветлителя и классификатора кристаллы с характеристическим размером а<а, выводятся из аппарата с маточным раствором, а через кристаллизатор на выгрузку проходят только кристаллы с размером а>а поток кристаллов G, проходящих через осветлитель и классификатор, прямо пропорционален общему объему твердой фазы в кристаллизаторе 0 = каг, k — величина, обратная среднему времени пребывания твердой фазы в кристаллизаторе). Уравнение баланса числа частиц записывалось в виде [c.206]

Для смесей тех же дистиллятов с гудроном в целом приемлем тот же механизм депрессии увеличение подвижности структуры достигается либо подавлением роста кристаллов (системы с низким содержанием парафино-нафтеновых), либо ограничением скорости кристаллизации (в системах с соотношением алканов и аренов, превышающим единицу). Параболический характер зависимостей депрессорного эффекта от размеров частиц, соотношения структурообразующих компонентов (см. рис. 1.8, 1.10) подтверждают эти выводы. [c.16]

Изменения пористой структуры и поверхности обусловливаются двумя процессами кристаллизацией и спеканием. При кристаллизации катализаторов имеет место рост кристаллов и упорядочение всей структуры с устранением дефектов и других искажений в решетке кристаллов. В результате исчезают наиболее мелкие частицы, увеличивается размер пор, сокращается удельная поверхность. Однако общий объем пор при этом изменяется незначительно. В процессе кристаллизации формируется относительно стабильная и более однородная структура. [c.53]

О механизме роста частиц металла на поверхности носителя при термической обработке высказывают два мнения [133, 137]. Согласно первому, рост частиц происходит через двумерный пар, т. е. имеет место направленное движение атомов металла с частиц малых размеров, обладающих большим давлением насыщенных паров, к частицам большего размера и меньшим давлением. Однако, как показано авторами работы [133], для частиц платины процесс спекания через двумерный пар должен длиться около 100 лет. Поэтому авторы предполагают, что рост частиц платины на поверхности носителя обусловлен преимущественно броуновским движением частиц, их столкновениями и слиянием. В соответствии с расчетами скорость перемещения частиц платины диаметром 5 нм по поверхности носителя вполне достаточна для обеспечения необходимой скорости роста кристаллов, вырастающих за несколько часов. [c.61]

Рост кристаллов. Кристалл растет на сформировавшемся, достигшем критического размера зародыше. Он обладает большой поверхностной энергией, за счет которой адсорбируются все новые частицы растворенного вещества. Адсорбировать частицы из раствора могут также твердые частицы другого обладающего соответствующей поверхностной энергией вещества. Они становятся, таким образом, центрами кристаллизации. В последнем случае процесс носит название кристаллизации на подложке. [c.635]

Образование осадка начинается с формирования зародышей или центров кристаллизации — мельчайших образований по размерам, сравнимых с размерами молекул или несколько большими. Рост этих образований в растворе приводит к появлению более крупных частиц, которые и выпадают в осадок. Таким образом, на размер кристаллов оказывают влияние относительные скорости двух основных процессов скорость образования центров кристаллизации и скорость роста кристаллов. При небольшой скорости образования центров кристаллизации по сравнению со скоростью роста кристаллов в растворе будет происходить образование небольшого числа крупных кристаллов. Если же скорость образования центров кристаллизации будет превышать скорость роста кристаллов, в растворе образуется большое число мелких кристаллов. [c.146]

Чтобы установить характер распределения кристаллов по их размерам, рассмотрим баланс числа частиц с размерами г— (г + -с1г). Поступление частиц в рассматриваемую группу происходит за счет роста кристаллов, имеющих меньший граничный размер их количество в единицу времени М(кр)г- [c.149]

Депрессорные присадки. Для понижения температуры застывания масла в него вводят депрессорные присадки (ДПП). Эффект достигается за счет снижения интенсивности образования кристаллов парафина при низких температурах. Частицы ДПП постоянно находятся во взвешенном тонкодисперсном состоянии и адсорбируются зародившимися, но еще небольшими по размерам кристаллами парафинов. В результате прекращается дальнейший рост кристаллов парафинов, а масло сохраняет подвижность. [c.666]

Из соотношения (П1.55) следует, что при постоянных параметрах процесса противоточной кристаллизации стационарное распределение примеси в твердой (аналогично и в жидкой) фазе по высоте колонны должно иметь экспоненциальный характер, что наблюдается и в других противоточных методах глубокой очистки [см. уравнение (11.66)]. Однако, как известно, в реальных условиях при перемещении твердой фазы в колонном аппарате она подвергается частичной перекристаллизации, вследствие чего размер составляющих ее кристаллов изменяется. Дело в том, что при своем образовании в зоне кристаллизации они, по существу, имеют уже неодинаковый размер вследствие неоднородности температуры переохлажденного расплава у охлаждаемой поверхности. Выходящая из зоны кристаллизации такая мелкодисперсная кристаллическая масса обладает избыточной поверхностной энергией. Следовательно, рассматриваемая система кристаллы — расплав при этом является термодинамически неустойчивой, что обусловливает протекание в ней прежде всего процессов, направленных в сторону уменьшения поверхностной энергии твердой фазы. Это будет характеризоваться увеличением размера частиц твердой фазы, т. е. снижением удельной поверхности кристаллов в колонне. В результате кристаллы при своем движении по колонне должны или укрупняться или число их должно уменьшаться. Из имеющихся в литературе экспериментальных данных следует, что в кристаллизационной колонне протекают оба эти явления происходит плавление мелких и одновременно рост более крупных кристаллов, т. е. в процессе противоточной кристаллизации происходит увеличение среднего размера движущихся кристаллов. [c.140]

На стадии роста частиц кристаллической фазы происходит увеличение размеров первичных зародышей. Каждый зародыш может инициировать образование кристалла. Скорость роста кристаллов и образуемых ими более сложных надмолекулярных структур (Шк), как и скорость зарождения, сильно зависит от степени пере охлаждения. Температурная зависимость ы>к также имеет макси мум, лежащий между Т л и Тс (рис. VI. 21, кривая 2). [c.189]

Медленное снижение активности катализаторов в результате изменения пористой структуры принято называть старением в основе старения лежат процессы кристаллизации и спекания. При кристаллизации происходит рост кристаллов и упорядочение всей структуры с устранением микродефектов и других искажений в решетке кристаллов при этом исчезают наиболее мелкие поры и мелкие частицы, увеличивается размер пор, сокращается удельная поверхность. При спекании, в отличие от кристаллизации, образуется неупорядоченная система в виде сросшихся агломератов из кристаллов различных размеров спекание приводит к уплотнению каталитической системы с общей усадкой структуры, уменьшением удельной поверхности и объема пор. В области более низких температур протекают кристаллизация и упорядочение структуры. С повышением температуры ускоряется спекание соответственно различаются и энергии активации кристаллизации и спекания. [c.107]

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]

К поверхностным явлениям относятся все эффекты, связанные с различием физических свойств изучаемых систем, зависящих от различного поведения молекул в поверхностном слое и объеме непрерывной фазы. Помимо явлений адсорбции с этими же причинами связано возникновение вполне определенных равновесных форм огранения кристаллов, изменение термодинамических свойств вещества в зависимости от размера частиц (капель или кристаллов). Термодинамика поверхностных явлений широко используется в теории возникновения и роста частиц новой фазы. [c.156]

Рост нитевидного кристалла углерода инициируют частицы металла диаметром 10-50 нм. По мере ведения процесса размер частиц катализатора (к примеру, никеля) уменьшается, и наблюдается интенсивное образование нитевидного углерода. На конце нити расположен монокристалл металла, причем, монокристалл закономерно ориентирован по отношению к оси нити. По данным микродифракции с осью нити совпадает кристаллографическое направление (100). [c.80]

Рассмотрим процесс кристаллизации раствора, имеющего в начальный момент величину пересыщения ojo. В раствор может вводиться начальная затравка размером Го в количестве Пд частиц. Если начальное пересыщение превышает значение, соответствующее зоне метастабильности (см. рис. 3.1), то одновременно с ростом затравочных кристаллов в растворе происходит непрерывное возникновение зародышей критического размера г г и их последующий рост. Увеличение размера кристаллов и возможный отвод растворителя приводят к непрерывному изменению концентрации раствора с. Если полагать, что выделение теплоты кристаллизации не изменяет заметно температуры раствора (или она поддерживается постоянной), то пересыщение раствора пропорционально его концентрации Oi = с — с (t). [c.141]

Масса кристаллов в рабочем объеме второго аппарата состоит из частиц двух категорий. Одна из них — это кристаллы, образовавшиеся и выросшие во втором аппарате, а другая — частицы, поступившие из первого аппарата с некоторым распределением по размерам и продолжающие рост во втором аппарате. Характер распределения кристаллов, образовавшихся во втором аппарате, может быть получен из анализа, подобного проведенному выше для однокорпусной установки непрерывной кристаллизации. Если ограничиться анализом наиболее простого случая независимости скорости роста от размера кристаллов, то формула для плотности распределения таких собственных кристаллов по размерам оказывается прежней (3.31), с той лишь разницей, что теперь [c.154]

Интегрирование по всем порциям входящих частиц, которые могут прн дальнейшем росте дать кристаллы размера г, после подстановки р1( ) из уравнения (3.31) приводит к следующему результату [c.155]

Откладывая найденное в результате рассева кристаллического продукта значение п г) в зависимости от размера частиц в полулогарифмических координатах, получаем прямую линию с отрицательным тангенсом угла наклона, равным откуда и определяем постоянную линейную скорость роста кристаллов X (рис. 3.13). [c.162]

Процесс кристаллизации может быть ускорен внесением в раствор некоторого количества частиц кристаллизирующегося вещества (затравки), которые становятся центрами роста кристаллов. Размер кристаллов можно регулировать, изменяя температурный режим кристаллизации, скорость проведения ее отдельных стадий, размер и количество частиц затравки. [c.113]

Первый путь состоит в том, что при выводе уравнений движения многофазной многокомпонентной среды типа (1.66) наряду с пространственными координатами х , х , з и временем Ь вводится еще одна независимая переменная — характерный размер включений или объем частицы V. Все зависимые переменные модели становятся функциями пяти аргументов х , х , х , I, V, а система уравнений движения дисперсной смеси типа (1.66) дополняется еще одним уравнением баланса относительно многомерной плотности распределения частиц по названным координатам р (х , а , I, у). Несмотря на некоторое усложнение математической модели, такой подход иногда (например, когда включения представляют твердые частицы) приводит к эффективному решению задачи. Примером может служить описание процессов массовой кристаллизации с учетом многофазности среды, фазовых превращений, кинетики роста кристаллов и зародышеобразова-нйя, распределения частиц по размерам и эффектов механического взаимодействия между ними [4]. [c.136]

В случае зависимости скорости роста кристалла от размера для установившегося режима в аппаратах типа MSMPR уравнение баланса числа частиц имеет вид [c.143]

После проведения экспериментального исследования кинетики кристаллизации аллюмоаммонийных квасцов можно было сделать выводы 1) с увеличением времени пребывания кристалла в аппарате размер его увеличивается 2) во всех экспериментах с увеличением числа оборотов средний размер кристаллов увеличивается, что свидетельствует о росте кристалла, происходящем в диффузионной области 3) во всех экспериментах с меньшей скоростью охлаждения (расходом охлаждающей воды) функция распределения кристаллов по размерам двугорбая, что свидетельствует о наличии вторичного зародышеобразования. Из рассмотрения кристаллов квасцов под микроскопом МБИ следовало, что они не дробятся и не агрегируют. Наличие не очень сильного второго горба в функции распределения и отсутствие явлений явного дробления свидетельствует в пользу гипотезы вторичного зародышеобразования путем истирания кристаллов несущей фазы 4) почти во всех экспериментах с большей скоростью охлаждения функция распределения с одним горбом . Причина отсутствия второго горба в следующем а) мелкие кристаллы более устойчивы к истиранию (критерий Вебера мал), б) быстрое снятие пересыщения в начальные моменты свидетельствует о том, что пересыщения недостаточно для роста вторичных центров (частицы не растут). Увеличение данного микроскопа недостаточно для фиксирования этих вторичных центров. [c.313]

Морфология образующихся частиц зависит от целого ряда факторов, но наиболее важным является соотношение скоростей их зарожд ения и роста, которые в свою очередь в значительной степени зависят от пересыщения системы. Окончательный размер частиц определяется числом центров кристаллизации и скоростью осаждения вещества. Умеренно растворимые вещества, например карбонаты, обычно осаждаются в виде очень мелких частиц. При медленном, регулируемом росте умеренно растворимых солей можно получать монодисиерсные осадки. При высоких степенях пересыщения первичный критический центр кристаллизации может быть меньше размера элементарной ячейки решетки и начинает расти, не имея упорядоченной кристаллической структуры. Таким путем можно получать аморфные или частично кристаллизованные осадки [И]. При низких степенях пересыщения образуется хорошо сформированный кристаллический осадок, причем форма частиц зависит от структуры кристалла и от процессов, преобладающих на поверхности раздела фаз в ходе роста. На морфологию осадка сильно влияет скорость роста кристаллов. При низких скоростях образуются компактные кристаллы, форма которых соответствует кристаллической структуре. Ионы в растворе вблизи поверхности раздела кристалл — жидкость играют важную роль в модификации формы кристалла. При высоких степенях пересыщения нередко образуются объемистые осадки с дендритными частицами. При еще больших уровнях пересыщения получаются очень мелкие частицы, способные к агломерации или образованию золей. [c.19]

Н. И. Черножуков указывает, что уменьшение размеров кристаллов должно увеличить их поверхность и, следовательно, поверхностные силы, могущие связывать частицы масла, что в конечном счете должно дать эффект, прямо противоположный эффекту от введения присадок [53]. Кроме того, еще старыми опытами Н. И. Черножукова [54] и Б. Г. Тычинина [29] было показано, что присадка, смолистых веществ к парафинсодержащему маслу, вызывая понижение температуры застывания последнего, не препятствует росту кристаллов. При охлаждении чистого раствора парафина или церезина в бесцветном керосине парафин (церезин) выкристаллизовывается в виде мелких кристаллов и вся система имеет гелеобразную структуру. В присутствии небольшого количества смолистых веществ на дне собираются крупные агрегаты кристаллов парафина, а верхний слой раствора осветляется [5]. [c.107]

При всем многообразии форм и размеров частиц загустителя, образующихся при охлаждении, смеси компонентов, общим для них является способ формирования структурного каркаса. В процессе охлаждения коллоидного (мыльные смазки) или истинного (углеводородные смазки) раствора происходит кристаллизация загустителя с одновременным ростом и связыванием кристаллов (bo iokoh) друг с другом и образованием кристаллической сетки. В обычных коллоидных системах (с малым содержанием твердой фазы) частицы дисперсной фазы при столкновениях коагулируют и выпадают в осадок. Высокая концентрация дисперсной фазы в смазках препятствует коагуляции частиц, они формируют пространственный структурный каркас. Чем выше анизометричность (соотношение их длины и ширины) частиц загустителя, тем более прочную структуру они образуют. [c.356]

На стадии охлаждения расплава загустителя в масле формируется структура смазок, в значительной степени определяющая их свойства. При охлаждении мыльного расплава протекают процессы образования и роста кристаллов, проходящие через стадии формирования мицелл и надмицеллярного структурообразования, и связывания кристаллических частиц друг с другом. Размеры и форма частиц загустителя зависят от условий кристаллизации, начальной температуры охлаждения и режима его проведения (быстрое, медленное или изотермическое). При медленном охлаждении образуются крупные частицы мыльного загустителя, при быстром — мелкие. Изотермическая фисталлизация (охлаждение до достаточно высокой температуры—ПО—140°С и выдерживание при ней в течение 1—2 ч) приводит к образованию значительно более однородных по форме и размерам частиц, чем при режимах быстрого и медленного охлаждения. В результате может быть получена смазка с наиболее упорядоченной и стабильной структурой. [c.366]

Зародившиеся кристаллы продолжают свой po i по закономерностям, которые обусловливают строго периодическое повторение в расположении частиц и строго определенную геометрическую форму кристалла. При росте кристалла всегда соблюдается следующая закономерность размер грани кристалла тем больше, чем меньше скорость ее роста. Именно поэтому изменение температуры и концентрации раствора, i.e. степени его пересыщения, приводит к образованию кристаллов самого различного внешнего вида для одного и того же соединения. Но мере приближения системы к состоянию равновесия форма растущего кристалла приближается к равновесной, т.е. такой, которая отвечает минимуму суммарной поверхностной эпер ии -раней. [c.244]

Все конденсационные методы связаны с образованием новой фазы. В пересыщенном растворе, возникающем в результате той или иной химической реакции, образуются зародыши или центры кристаллизации. Если условия таковы, что скорость образования зародышей велика, а скорость роста кристаллов мала, то в этом случае образуется множество кристаллов, достигающих размеров коллоидных частиц. В итоге получаются сравнительно монодисперсные золи. Наоборот, если скорость образования зародышей будет мала, а скорость их роста велика,растет небольшое число крупных кристаллов. Тогда небольшое число зародышей, возникших в начале процесса образования золя, вырастет к его концу до кристаллов больших размеров, между тем как кристаллы, растущие на зародышах, появившихся к концу процесса, останутся маленькими. В результате получается цол идисперсный золь . [c.305]

Увеличение размера частиц возможно как за счет прямой гидратации топохимическим путем, так и за счет выкристаллизовыва-ния новообразований и роста кристаллов. Как было отмечено ранее, при росте кристаллов в сформировавшемся каркасе также возникают напряжения, вызывающие расширение структуры. [c.366]

Существует два осн. типа моделей структуры дисперсной системы. В первом случае предполагается, что в системе существует непрерывная сетка межчастичных связей, к-рую можно рассматривать как квазикристаллич. решетку. Часть узлов решетки свободна ( вакансии ). Возможность течения системы обусловлена перемещением этих вакансий под действием сдвигового напряжения. Во второй модели рассматриваются группы частиц, двигающиеся как единое целое (агрегаты или блоки). Текучесть системы зависит от размера агрегатов, к-рый, в свою очередь, определяется скоростью деформации. Эта модель соответствует случаю более глубокого разрушения структуры при деформировании. Если структура имеет неоднородности, что характерно для высококонцентрир. систем, при деформировании может образоваться разрыв сплошности, т. е. появляется зона локализации сдвига с пониж. концентрацией дисперсной фазы. Рассматривая это явление по аналогии с образованием трещины в кристалле и используя критерий Гриффитса для роста трещины (см. Прочность), можно считать, что образование разрыва сплошности произойдет при где /-характерный размер неоднородности, а и Г-соотв. размер частиц и сила связи между ними, обусловленная межмол. притяжением. [c.249]

В литературе известен несколько иной способ обработки экспериментальных данных по непрерывному процессу кристаллизации, позволяющий находить одновременно скорость линейного роста частиц и интенсивность образования зародышей [21]. Для этого используется плотность распределения кристаллов по их размерам, отнесенная к единице объема раствора, а не к общему количеству частиц, как это сделано выше. Такое распределение легко получить из дифференциального уравнения (3.31) для простого случая роста кристаллов с постоянной скоростью Я = onst, если интегрировать это уравнение при условии, задаваемом для г = г 0. Физически такое условие соответствует плотности популяции зародышей нулевого размера, возникающих в единице объема пересыщенного раствора (по). Переходя в уравнении (3.31) от плотности распределения р(г) к числу частиц в единице объема п и интегрируя при условии п г=о = По, получаем [c.161]

Повышенное содержание воды при низкой пористости, как показывают данные, полученные по адсорбции азота, наводит на мысль, что сферические частицы размером 200 нм в свою очередь составляются из плотно упакованных меньших по размеру частиц диаметром 10—20 нм, поверхность которых покрыта слоем групп SiOH. Еш е меньшие промежутки между такими малыми частицами должны составлять только 10—20 А в диаметре, так что вода внутри промежутков должна удерживаться ирочно. Подобная структура, предложенная Джоунсом и Сегнитом [354], была подтверждена электронно-микроскопическими снимками, кривыми дегидратации образцов и исследованиями методом ИК-сиектроскопии. Грир [355] пришел к заключению, что сферические частицы присоединяются к структуре опала посредством механизма винтовой дислокации в процессе роста кристалла. [c.548]