Рост кристаллов стадии

Одним из основных вопросов, решаемых при расчете кристаллизаторов, является описание кинетики кристаллизации, состоящей из стадий создания пересыщения, -образований зародышей и роста кристаллов. Она также зависит от перекристаллизации осадка, коалесценции и дробления кристаллов в результате столкновения между собой и со стенками аппарата. На кинетику массовой кристаллизации существенно влияют температура, степень пересыщения раствора, перемешивание, наличие примесей, физикохимические свойства раствора, конструкция аппарата и т. д. Детальное описание явлений и факторов, сопровождающих процессы массовой кристаллизации из растворов и газовых смесей, дано в монографии [17]. Важное значение имеет также описание условий равновесия между сосуществующими фазами (твердое вещество—жидкость, твердое вещество—газ (пар)). На основании условий фазового равновесия в первом приближении возможен выбор необходимого растворителя для процессов кристаллизации, а также перекристаллизации. [c.90]

Известно, что кристаллизация из растворов включает в себя две основные стадии образование кристаллических зародышей и их дальнейший рост, взаимодействие между собой и с маточным раство-,ром. Соответственно, кинетика кристаллизации характеризуется двумя величинами скоростью образования зародышей и скоростью роста кристаллов. В зависимости от свойств веществ, условий проведения процесса и требований к конечному продукту обе или одна из этих стадий могут оказаться лимитирующими. [c.145]

Седиментометрические и реологические исследования, а также поляризационная микроскопия позволили объяснить действие ультразвука на процесс кристаллизации твердых углеводородов при депарафинизации и обезмасливании. При обработке суспензий твердых углеводородов ультразвуком разрушаются связи между кристаллами твердых углеводородов, что приводит к разрушению образованной ими пространственной структуры при дальнейшем охлаждении эта структура не восстанавливается. Сами же кристаллы парафина при обработке ультразвуком почти не разрушаются. В результате резко снижается структурная вязкость системы и исчезает динамическое предельное напряжение при сдвиге. Все это создает условия для роста кристаллов с образованием агрегатов, обусловливающих высокие скорость и четкость отделения твердой фазы от жидкой, что приводит к увеличению скорости фильтрования, выхода депарафинированного масла и снижению содержания масла в твердой фазе. Однако применение метода ультразвуковой обработки суспензий твердых углеводородов при депарафинизации и обезмасливании пока не вышло из стадии лабораторных исследований. [c.163]

Поскольку рост кристаллов твердых углеводородов происходит постадийно, этот оптимум должен иметь место на каждой стадии охлаждения, что обеспечивает образование крупных кристаллов и, как следствие, увеличение скорости фильтрования и выхода депарафинированного масла при одновременном снижении содержания масла в твердой фазе. Это достигается порционной подачей растворителя в процессе охлаждения сырья. При порционной подаче растворителя в процессе депарафинизации создаются условия для разделения кристаллизацией высоко- и низкоплавких углеводородов [27 32, с. 121 53—58]. При первом разбавлении сырья расход растворителя должен быть таким, чтобы из раствора выделились только наиболее высокоплавкие углеводороды, образующие кристаллы наибольших размеров при прочих равных условиях. Тогда при дальнейшем охлаждении суспензии происходит самостоятельная кристаллизация низкоплавких твердых уг- [c.150]

Механизм роста кристаллов парафиновых углеводородов хорошо обосновывается диффузионной теорией, предложенной Андреевым [I], согласно которой рост кристаллов происходит в две последовательные стадии транспортировка вещества из основной массы раствора к поверхности кристалла и фазовое превращение. Скорость процесса определяется первой стадией, то есть диффузией. Рост кристаллов описывается уравнением [c.88]

При выводе уравнения (3.131) использовались представления об обратимости кристаллохимической реакции на поверхности раздела фаз и не было принято никаких допущений о направлении реакции. Следовательно, это уравнение можно использовать при различных соотношениях между с и с,. При с>с. уравнение описывает кристаллохимическую стадию процесса роста кристалла, в противном случае — растворения. [c.277]

Процесс кристаллизации состоит из двух стадий — образования зародышей кристаллов и роста кристаллов. [c.513]

Ответственной стадией процесса является охлаждение мыльно-масляного расплава. Изменяя скорость охлаждения, можно значительно воздействовать на структуру, а следовательно, и на свойства смазок. Кристаллизация мыла, протекающая при охлаждении расплава, сопровождается образованием центров кристаллизации, ростом кристаллов и связыванием их друг с другом с образованием структурного каркаса смазки. В зависимости от типа и требуемого качества смазки охлаждение можно проводить с постоянным понижением температуры (медленно) или при резком перепаде температур (быстро) как в динамических, так и в статических условиях. При медленном охлаждении смазки в покое или перемешивании образуются крупные мыльные волокна, быстрое охлаждение способствует образованию мелких волокон. [c.255]

Суммарная скорость кристаллизации зависит от соотношения скоростей обеих стадий кристаллизации и в общем случае определяется скоростью диффузии молекул к центрам кристаллизации, молекулярной и пространственной структурой сырья,температурой и длительностью процесса и др. Возможны три варианта соотношения скоростей а) скорость диффузии молекул к центрам кристаллизации больше скорости роста размеров кристаллов б) скорость роста размера кристаллов примерно равна скорости диффузии молекул к центрам кристаллизации в) скорость диффузии молекул к центрам кристаллизации лимитируется вязкостью системы и меньше скорости роста кристаллов углерода. При достижении укрупненными центрами кристаллизации (сложными структурными единицами) порога осаждения система расслаивается на фазы (третья стадия). [c.158]

Образование единичного кристалла состоит из двух последовательных стадий 1) возникновения в пересыщенном растворе центра кристаллизации — зародыша будущего кристалла и 2) роста кристалла на базе этого зародыша. Предложены разные теории механизма обеих этих стадий, но единой теории кристаллизации пока не существует. [c.238]

При одном и том же содержании углеродных атомов в молекуле наиболее высокой температурой плавления обладают нормальные алканы, где дисперсионному взаимодействию подвергаются все углеродные атомы соседних молекул. С разветвлением структуры молекул такая возможность вследствие их иной ориентации понижается, что объясняет более низкую температуру кристаллизации. В твердом состоянии молекула алкана расположена упорядоченно, образуя кристаллы различной структуры, преимущественно большие агрегаты достаточно гибких кристаллов. Процесс кристаллизации складывается из двух стадий стадия образования центров кристаллизации (или зародышей) и стадия роста этих центров. Вторая стадия кристаллизации — многоступенчатый процесс, который по различным причинам (например, вследствие возникновения механических напряжений) может останавливаться на любой промежуточной стадии. Монокристаллы образуются только в особых условиях. Обе стадии кристаллизации сильно зависят от температуры. Понижение температуры благоприятствует образованию зародышей кристаллизации, но в то же время уменьшает молекулярную подвижность, а вместе с ней и скорость роста кристаллов. Поэтому температурная зависимость скорости кристаллизации проходит через максимум. Большинство алканов имеет несколько аллотропических модификаций, кристаллизуясь в гексагональной, триклинной, моноклинной и орторомбической формах. Некоторые [c.190]

Последние две стадии процесса формально можно представить как процесс роста кристаллов. В качестве центров кристаллизации при этом выступают отдельные участки поверхности стенки. То обстоятельство, что рост отложений происходит за счет присоединения частиц дисперсной фазы, а не отдельных молекул, в данном случае принципиального значения не имеет. При таком представлении объединенную константу скорости второй и третьей стадий процесса можно выразить как /31/ [c.84]

Скорость протекания всего процесса в целом контролируется стадией, сопровождающейся наибольшими торможениями. Причинами торможения могут быть замедленная доставка разряжающихся ионов к катоду — концентрационное перенапряжение (1-я стадия) замедленный разряд ионов, который обусловлен медленным переносом заряда через двойной электрический слой и связанным с этим изменением физико-химического и энергетического состояния ионов (дегидратация, десольватация, распад комплексных ионов и др.) — электрохимическое перенапряжение (2-я стадия) трудности, связанные с построением кристаллической решетки замедленная диффузия ад-атомов (ад-ионов) по поверхности катода к местам роста кристаллов, задержка при вхождении атомов в кристаллическую решетку или при образовании двух- или трехмерных кристаллических зародышей, т. е. то, что характеризует так называемое кристаллизационное перенапряжение (3-я стадия). Величина последнего сравнительно невелика и зависит от природы металла и от состояния поверхности катода, которое в ходе электролиза меняется в результате адсорбции посторонних ионов, молекул и органических веществ. [c.335]

Процессы адсорбции наблюдаются и при осаждении кристаллических осадков, так как каждый осадок после образова- ния зародышей проходит через стадию высокодисперсного состояния. С другой стороны, в этом случае вследствие роста кристаллов могут преобладать такие процессы, как окклюзия образование твердых растворов. [c.203]

Ситалловые изделия обычно формуют из исходного стекла методом литья, прессования, вытягивания или термопластической технологии, после чего полученные полуфабрикаты подвергают термической обработке. При термообработке по двухступенчатому режиму на первой стадии в области более низких температур в стекле образуются центры кристаллизации, а затем при более высоких температурах происходит рост кристаллов определенных размеров. Если возможно образование нескольких кристаллических фаз, режим термообработки подбирается так, чтобы получить ситалл с необходимым соотношением фаз, с тем или иным фазовым составом. [c.203]

Кристаллизация из раствора, как и кристаллизация из расплава,— сложный процесс, представляющий собой совокупность нескольких последовательно и параллельно протекающих стадий. Основными из них также являются стадии зарождения кристаллов и их роста. Но движущей силой процесса при этом будет пересыщение раствора, под которым понимается избыточная концентрация содержащегося в растворе вещества сверх его растворимости при заданной температуре в рассматриваемом растворителе. Причем оказывается, что образование центров кристаллизации и рост кристаллов в растворе имеет место лишь при определенном его пересыщении, т. е. используя для характеристики пересыщенных растворов понятие степень пересыщения Чп = уп/уи, где уп и Ун — концентрации растворенного вещества в пересыщенном и насыщенном растворах, можно утверждать, что образование центров кристаллизации не будет происходить не только при но и в некотором интервале [c.150]

Кристаллизация полимеров протекает по механизму, в основном сходному с механизмом кристаллизации низкомолекулярных веществ. Процесс включает две стадии — образование зародышей кристаллизации (зарождение новой фазы внутри исходной) и рост кристаллов. [c.187]

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]

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]

Рассматривая путь иона из гидратированного состояния в растворе до кристаллического состояния на катоде, Фольмер указывает, что получившиеся после разряда атомы должны принять в металле ориентированное положение. И даже в том случае, если разряд ионов совершается беспрепятственно на любых участках электрода, то стадия образования и роста кристаллов может оказаться замедленной. Исходя из предпосылки, что процесс электрокристаллизации является частным случаем фазовых превращений при образовании кристаллического зародыша внутри газообразной фазы, или расплава, Фольмер полагает, что плотность тока здесь играет такую же роль, как пересыщение при кристаллизации из раствора или величина температурного градиента при кристаллизации из расплава. При фазовых превращениях одна фаза может перейти в другую или путем возникновения зародышей новой фазы внутри прежней, или, если эти процессы не связаны с образованием зародышей, в результате удаления поверхностных атомов твердого тела. [c.328]

Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессов изготовления микроминиатюрных устройств, твердых и пленочных схем. Изготовление активных элементов полупроводниковых схем и р—/г-переходов (см. гл. IX) основано на диффузии легирующих примесей в полупроводниковый монокристалл из газа или расплава. Этот процесс сводится к налета-нию молекул (атомов) из газовой фазы и к диффузии их внутрь кристалла. Второй процесс медленнее первого. А так как диффузия примесей протекает по уравнениям первого порядка, то весь процесс псевдо-мономолекулярный. Таков же характер процесса травления полупроводника, если диффузионная стадия самая медленная. В этих случаях особую роль играет закон анизотропии кристаллов (см. гл. IV), так как диффузия в кристаллах идет с разной скоростью в разных направлениях. Скорость роста кристаллов, скорость окисления кислородом, скорость травления зависят от того, какая грань подвергается воздействию. Например, доказано 178], что различные грани кристаллов вольфрама обладают разной активностью по отношению [c.49]

Если скорость процесса встраивания в кристаллическую решетку (уравнение (6.605)) знаадтельно превышает скорость переноса вещества к поверхности кристалла, то лимитирующей процесс роста кристалла стадией является диффузия растворенного вещества к поверхности кристалла и процесс роста кристаллов может быть огасан с помощью уравнения (6.60 , [c.348]

Рассмотрим теорию, описывающую рост кристаллов, как кристаллохимическую реакцию на поверхности [68]. Рассмотрим кристаллохимическую, стадию роста из раствора кристаллов вещества МпВЬ, где N — катионный комплекс. В—-анионный комплекс. В этом случае в растворе присутствуют ионы Н, В (возможно, гидратированные) и твердая фаза. [c.275]

Частный случай фазового перенапряжения — перенапряжение кристаллизации — отвечает процессу электрокристаллизацйи при катодном осаждении металлов. Образовавшиеся при разряде катионов атомы металла первоначально находятся в адсорбированном состоянии на поверхности катода (они называются ад-атомами). Перенапряжение кристаллизации вызывается торможением в стадии вхождения ад-атома в кристаллическую решетку. Согласно Фольмеру, процесс электрокристаллизации идёт в две стадии возникновение центров кристаллизации (кристаллических зародышей) и их рост. Центр кристаллизации — уплотнение атомов, вокруг которого начинается рост кристалла. Различают двухмерные (толщиной в один атом) и трехмерные (толщиной более одного атома) зародыши. [c.509]

Для стадии высокотемпературной конверсии вначале использовали катализатор на основе FegO. В дальнейшем он был усовершенствован введением окиси хрома, препятствовавшей росту кристаллов FegOj, что позволило увеличить срок службы катализатора. В настоящее время для этой стадии используют только модификации железохромового катализатора, отличающиеся друг от друга способом приготовления. Основные характеристики двух железохромовых катализаторов № 482 и С-12-1 приведены,ниже [c.90]

В промышленных масштабах га-ксилол, как уже указывалось, выделяют простой кристаллизацией. п-Ксилол кристаллизуется в виде гексагональных призм. При получении из раствора кристаллов следует различать две стадии юбразование и рост кристаллов. Образование кристалла и его последующий рост имеют общую движущую силу — пересыщение раствора. Пересыщение раствора достигается охлаждением его до температуры ниже температуры начала кристаллизации. В промышленных кристаллизаторах непрерывного действия кристаллы образуются и растут одновременно. Относительные скорости образования и роста кристаллов определяют распределение получаемых кристаллов по размерам. Данные об этих скоростях, пригодные для расчетов оборудования при получении п-ксилола, отсутствуют, однако изучение работы промышленных кристаллизаторов позволяет сделать некоторые выводы. [c.100]

На примере пентаконтана (т. пл. 93 °С) на рис. 6 показаны стадии роста кристаллов в неполярном растворителе. [c.191]

Для обеспечения периодического роста кристаллов необходимо оптимальное сочетание концентращ1и твердых углеводородов и вязкости раствора. Рост кристаллов твердых углеводородов происходит постадийно, следовательно, йля каждой стадии роста существует свое оптимальное соче- [c.13]

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]

Эти композиции различаются по механизму воздействия на формирование дисперсной фазы нефти. Некоторые из них предотвращают образование центров кристаллизации путем дробления формирующихся молекулярных групп, другие - задерживают рост кристаллов, обволакивая центры кристаллизации при их появлении и создавая на их поверхности энергетический барьер, затрудняющий сближение и объединение частиц. Все эти композиции непосредственно участвуют в формировании частиц дисперсной фазы, т.е. они вступают во взаимодействие с твердой фазой на стадии фазового перехода компонентов из жидкого состояния в твердое, поэтому обязательным условием их успешного применения является введение их в систему до начала формирования дисперсной фазы, т.е. начала кристаллизации парафина. Неэффективность введения депрессорных присадок к уже сформировавшимся системам бьша установлена давно /27/. Ввиду уникальности каждой нефти, целесообразность использования той или иной композиции в условиях конкретного месторождения и эффективные дозы их добавления могут бьггь установлены только экспериментально. При этом можно ожидать, что композиции окажутся более эффективными при использовании на месторождениях с низким содержанием асфальтеносмоли-стых соединений в нефтях. Основным достоинством способа регулирования фазовой структуры нефти является удержание парафина в диспергированном состоянии на всем пути движения нефти от забоя до перерабатывающего завода. [c.137]

Процесс синтеза искусственных алмазов представляют в основном в виде двух стадий зародышеобразования и роста кристалла алмазаВ действительности непосредственно алмазообразованию предшествует твердофазное взаимодействие с катализатором и его науглероживание ниже плавления эвтектики металл -углерод плавление науглероженного катализатора и взаимодействие с расплавом в условиях изменяющейся концентрации углерода, параллельно с процессом алмазообразования протекает процесс жидкофазной графитации. [c.112]

В реальных случаях электроосаждения (при образовании поликристаллических осадков) процесс протекает значительно сложнее. Вследствие неоднородности поверхности на отдельных ее участках возможно протекание различных стадий процесса в зависимости от направления конвекционных токов и доставки материала, скорости адсорбции, доставки и накопления чужеродных частиц и т. д. Тем не менее и в этих условиях можно установить определенные закономерности роста кристаллов в поликристаллических системах в зависймости от тех или иных факторов. [c.337]

Микроскогтический анализ применяют для прямого или косвенного исследования самых различных процессов. Наиболее часто его используют для изучения формы и размеров кристаллов процессов роста кристаллов и их разрушения индентификации минералов путем измерения их оптических констант установления некоторых кристаллохимических особенностей строения кристаллов (габитуса, спайности, трещиноватости, зональности, наличия включений, пористости и т. д.) фазовых превращений в веществах процессов диффузии и т. д. При наличии возможности приготовления качественных микропрепаратов микроскопический анализ позволяет проконтролировать отдельные стадии любого процесса. [c.108]

Из макроступеней развиваются макроспирали, обнаружение которых в микроскоп служит доказательством роли винтовых дислокаций в процессах роста кристаллов. Конец микроспирали можно рассматривать как сферу с очень маленьким радиусом кривизны (порядка 10 м). Диффузия к такой сфере оказывается очень быстрым процессом (см. 37). Если стадия разряда на конце спирали протекает о большой скоростью, то вершина спирали начинает расти быстрее, чем остальная часть кристалла. Это является одной из причин образования дендритов при электроосаждении металлов из водных растворов и расплавов. В процессе электролитического роста кристаллов большую роль играет адсорбция органических веществ, которые специально добавляются в раствор или присутствуют в нем как посторонняя примесь. [c.319]

Па скорость образования зародышей в большой степени клияет наличие в растворе посторонних частиц (пылинки II т.д.), которые играют роль центров кристаллизации. Скоросгь роста кристаллов зависит не только от температуры раствора или расплава, но и скорости ее понижения. При быстром понижении температуры системы образуется мелкокристаллический садок. Если быстро о.хлаждать жидкость, то стадию зародыше-образования можно проскочить , и в этом случае происходит шстекловывание вещества. Стекло по существу представляет собой очень вязкую жидкость. Многие органические вещестна способны образовывать стекла, из неорганических веществ к стеклообразованию склонны силикаты, бораты и фосфаты. [c.245]

Условия образования осадка. Осадок МА образуется, когда значение ионного произведения [М+][А ] превысит значение произведения растворимости ПРма (см, разд. 3.4), т. е, когда возникнет местное пересыщение раствора, В этом месте появляется зародыш будущего кристалла (процесс зародышеобразования). С момента смешения растворов дЬ появления зародышей проходит определенное время, называемое индукционным периодом (от долей секунды до нескольких минут). При дальнейшем прибавлении осадителя более вероятным становится процесс роста кристаллов, а не дальнейшее образование зародышей. Зародыши соединяются в более крупные агрегаты, состоящие из десятков и сотен молекул (процесс агрегации). Эта стадия соответствует коллоидным системам. [c.142]

Рис. 45. Схема кристалла Рис. 46. Последовательные стадии развития кубической системы с дис- спирального роста кристалла, вызванного локацией. дислокаци .