Кристаллы образование и рост

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

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]

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]

При показе микропроцессов, наблюдаемых в натуре только с помощью хороших оптических и электронных микроскопов, недоступных в настоящее время для школ. Киноматериалы, снятые в специально оборудованных лабораториях и снабженные квалифицированными комментариями учителя или диктора, обладают научной достоверностью и могут быть показаны всему классу одновременно. Например, рост кристаллов, образование устойчивой оксидной пленки, процессы растворения и пр. [c.106]

Второй этап конденсационного образования новой фазы — рост кристаллов. Скорость роста кристаллов определяется разностью действующей концентрации вещества в растворе и равновесной концентрации этого вещества при той же температуре. Чем больше разность, тем быстрее растут кристаллы. [c.17]

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]

С процессами кристаллизации растворов и расплавов мы встречаемся всюду в природе, в лаборатории, на заводе и т. д. Кристаллы имеют огромное значение в науке и технике. Поэтому выяснению закономерностей образования, роста и свойств кристаллов посвящено большое количество работ. Исследования показали, что диффузионный меха- [c.228]

Кристаллы одного и того же вещества могут различаться по размерам и форме. В зависимости от условий образования кристаллов скорость роста их по отдельным граням может быть различной, вследствие чего кристаллы, сохраняя ту же самую кристаллическую решетку, принимают вытянутую или плоскую форму в зависимости от температуры и вязкости среды. [c.637]

Охлаждение кристаллизующихся П.м. сопровождается образованием кристаллов, скорость роста, размеры и структура к-рых зависят от интенсивности охлаждения материала. Регулируя степень кристалличности и морфологию кристаллов, можно направленно изменять эксплуатац. характеристики изделия. [c.6]

Пучение грунта и меры его предотвращения. Если температура грунта становится ниже температуры затвердевания, это приводит к процессу пучения грунта. Этот процесс можно разбить на следующие этапы зарождение центров кристаллизации в жидкой фазе с последующим превращением их в кристаллы льда рост кристаллов в линзе и прослойке при одновременном нарушении равновесного состояния поровой воды и формировании капиллярно-пленочного механизма ее перераспределения в смежных с кристаллами ль [а объемах грунта буферной зоны образование гидротермической градиентной зоны промерзания и формирование в ней пленочного механизма миграции влаги внутри-объемная усадка грунта в буферной зоне вследствие разделения твердой и жидкой его фаз, выраженного в перемещении минеральной части в сторону, противоположную росту кристаллов льда, и в движении к ним воды разуплотнение минерального скелета промерзшего грунта и его перемещение вверх (пучение) одновременно с усадкой грунта буферной зоны и кристаллизацией пленочной воды в зоне промерзания. [c.246]

При высоких степенях пересыщения раствора существует обратная зависимость, и получаются мелкие кристаллы (образование кристаллов опережает их рост). Поэтому на 1-й ступени кристаллизации размер кристаллов всегда меньше, чем на 2-й. На размер кристаллов оказывает влияние также длительность пребывания сырья в кристаллизаторе при более длительном — размер кристаллов увеличивается. Кроме того, средний размер кристаллов определяется также типом кристаллизационного оборудования, интенсивностью перемешивания раствора, температурным градиентом, вязкостью жидкой фазы и другими параметрами. Влияние этих факторов практически не изучено. Опыт промышленной эксплуатации показывает, что на 1-й ступени при применении скребковых кристаллизаторов средний размер кристаллов составляет 0,07-0,1мм. На 2-й ступени кристаллизации он больше и составляет 0,2 мм. В результате охлаждения исходной гомогенной смеси в кристаллизаторах получают две фазы жидкую и твердую, которые разделяют на специальных аппаратах. В производстве обычно используют центрифуги и в некоторых случаях вакуум-фильтры. [c.171]

Пирамидой, или сектором, роста называется часть кристалла, образованная за счет роста отдельной грани. [c.34]

Идея Фольмера о том, что при росте кристаллов образование новых слоев решетки на его гранях требует образования двумерных зародышей, положила начало количественной теории линейной скорости роста кристаллов, связывая эту скорость со скоростью образования двумерных зародышей. [c.92]

Термины кристаллит и сферолит заимствованы из минералогии. Оба эти термина применяют для обозначения кристаллов, образованных в вулканической лаве. Сферолиты—большие кристаллические образования сферической формы, расту-ш,ие в радиальном направлении. Наиболее интенсивный рост сферолитов в полимерах происходит несколько ниже температуры плавления. Процесс кристаллизации обусловлен действием двух противоположно направленных факторов. С понижением температуры возрастает движущая сила процесса образования кристаллов, но одновременно увеличивается вязкость, что препятствует процессу кристаллизации. При очень низкой температуре вязкость становится слишком высокой, чтобы могла происходить перестройка структуры, ведущая к кристаллизации. Выше точки плавления вязкость мала, но кристаллизация происходить не может. При некоторых промежуточных температурах вблизи точки плавления наблюдается максимальная скорость кристаллизации. Кристаллиты оказывают сильное влияние на все физические свойства полимеров. Они действуют как поперечные сшивки. Типичными кристаллизующимися полимерами являются политетрафторэтилен (тефлон), полиформальдегид, поликапроамид, полиэтилен и полипропилен. [c.67]

Вторая стадия процесса выделения осадка — линейный рост зародышей — наступает после образования устойчивого критического зародыша — центра конденсации. Скорость этого процесса зависит от относительного пересыщения и размера самого зародыша. В основном он определяется диффузией выделяющегося из раствора вещества к поверхности зародыша. При малых пересыщениях образование твердой фазы протекает медленно и обычно получаются хорошо образованные кристаллы, с ростом пересыщения размер кристаллов уменьшается и можно получить частицы коллоидных размеров. По современным представлениям, новая твердая фаза, возникающая в пересыщенных растворах, в процессе формирования неизбежно проходит стадию коллоидной дисперсности. В зависимости от условий пересыщения раствора, свойств образующейся фазы, наличия в растворе поверхностно-активных веществ, коагулирующих ионов и др. процесс может либо затормозиться на этой коллоидной стадии, в результате чего образуется стабильная система золя, либо протекать в направлении укрупнения первичных частиц во времени. В том случае, когда укрупнение первичных частиц новой фазы происходит путем их агрегации, мы имеем типичный случай коагуляции в момент образования, характеризующейся рядом специфических особенностей. В процессе роста кристаллов или агрегатов их размеры и вес могут достичь столь значительной величины, что начинает сказываться сила тяжести и они оседают. [c.132]

Процесс кристаллизации состоит из двух последовательных стадий образование зародышей кристаллов и рост кристаллов. Образование зародышей кристаллов происходит в пересыщенных растворах, когда пересыщение достигает определенной величины. Разность между концентрацией раствора, при которой начинают образовываться зародыши, и концентрацией насыщенного раствора называют максимальным пересыщением. [c.356]

Столкновение зародышей критического размера при перемешивании суспензии в рабочем объеме кристаллизатора может приводить к коагуляции (слиянию) отдельных зародышей. Еще одной особенностью процессов массовой кристаллизации является вторичное образование мелких частиц - центров последующего роста кристаллов вследствие механического отделения малых частичек от более крупных кристаллов. Образование дополнительных центров кристаллизации увеличивает общую скорость выделения твердой фазы вещества из раствора и в некоторых слу- [c.499]

Кристаллизатор Говарда является аппаратом непрерывного действия. По мере перемещения раствора вверх пересыщение его возрастает вследствие о.хлаждения, осуществляемого конусом С. Образование центров кристаллизации начинается в определенном месте кристаллизатора. Зародыши кристаллов под воздействием сил тяжести будут оседать в движуще.мся им навстречу растворе и тем самым непрерывно контактировать со свежим пересыщенным раствором. Поэтому будут расти кристаллы, которые осядут в емкость О, когда станут достаточно большими. Благодаря эффекту затравливания существующими кристаллами, образование центров кристаллизации может иметь место в той же самой зоне аппарата, где происходит рост кристаллов. [c.593]

Предельный случай при образовании ионной пары реализуется, когда п—р я притяжение между ионами достаточно велико, чтобы препятствовать участию молекул воды в образовании кристаллов. Это ведет к образованию МХ — ядра ионного кристалла. Дальнейший рост кристалла, который происходит благодаря притяжению соответствующих ионов к образовавшейся твердой поверхности, приводит к образованию видимого осадка , [c.289]

Разумеется, легко можно себе представить обычные дефекты кристаллической решетки, связанные с внедрением в объем монокристалла концов цепей или же различных дефектов, напоминающих по своей химической структуре структуру повторяющихся звеньев макромолекулы. Однако наиболее значительными (т. е. чаще всего встречающимися) дефектами, несомненно, являются участки перегибов складчатых макромолекул на поверхности пластинчатых кристаллов. Образование сферолитов размерами порядка 1—100 мкм было обнаружено в полимерных образцах уже достаточно давно [2], однако, как вытекает из результатов анализа внутренней структуры сферолитов, полученных в последние годы 13—5], рост сферолитов протекает путем агрегации кристаллов со сложенными цепями. Наиболее проницательные исследователи вообще пришли к гипотезе о складывании макромолекул на основании лишь самого факта [c.220]

Своеобразный вид роста кристаллов, образование усиков на олове, был интерпретирован Фрэнком [13] как процесс, в котором переползающая дислокация выполняет у основания усика такие же эволюции, как ступени роста на поверхности кристалла. Таким путем усик способен расти без содержания каких-либо дислокаций, и эти усики действительно на несколько порядков прочнее обычных кристаллов. [c.20]

Из уравнений (39) и (40) легко получить константу С. В общем случае величина С, включающая константы скорости образования роста и разветвления зародышей, является функцией температуры. Экспоненциальная зависимость [уравнение (41)] остается справедливой для крупных кристаллов стифната свинца до а=0,5 [1 ], а для свежеприготовленного оксалата серебра по крайней мере до а=0,3 [21]. Эта зависимость удовлетворительно описывает разложение свежеприготовленной гремучей ртути [20] (до 0,30), но для крупных кристаллов этого вещества [22] она соблюдается несколько хуже (до а <0,15)= [c.260]

Очевидно, что присутствие краевой дислокации обусловливает существование ступеньки на поверхности кристалла. Образование центра кристаллизации в виде мономолекулярного островка не является в этом случае необходимым для роста, который идет при слабых пересыщениях. Однако, если на этой ступеньке конденсируется вещество так, что ступенька растет до ребра кристалла, поверхность опять-таки становится ровной, и для продолжения роста кристалла, как и прежде, необходимо образование вторичного центра кристаллизации. [c.199]

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]

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]

На атомногладкой фани кристалла его рост происходит путем образования двумерного критич. зародыша и его последующего разрастания. Возникновение двумерного зародыша требует определенного перенапряжения Т1, связанного с возникновением новой пов-сти - ступени роста и, соотв., избыточной краевой энергии. Распространение раст чцего слоя по пов-сти грани происходит тангенциально, путем присоединения атомов к местам роста (изломам на ступени). Такая Э. наблюдается на бездислокационных фанях монокристаллов Ag, полученных электролизом в капиллярах. При повышении [c.430]

Кристаллизация состоит из двух основных стадай- образования зародышей кристаллов и роста кристаллов, причем обе эти стадии обычно протекают одновременно. Если скорость образования зародышей кристаллов больше скорости их роста, то получается большое количество мелких кристаллов. Если же скорость появления зародышей кристаллов меньше скорости их роста, то образуются кристаллы больших размеров, но в меньшем количестве. [c.291]

Основной источник дислокации в кристалле — это либо напряжения, вызванные неравномерным вхождением примесей в решетку ( 1.8), либо термические напряжения. Установлены также некоторые частные способы образования дислокаций при росте. Так, Г. Г. Леммлейн и Е. Д. Дукова наблюдали возникновение дислокаций при срастании ветвей скелетного кристалла (о скелетах см. в 1.6). М. И. Козловский [1958] описал возникновение дислокаций при слоистом обрастании кристаллом твердых частиц, осевших на его поверхность. Аналогично возникает большое число дислокаций при смыкании слоев над жидкостными включениями [Хаджи В. Е., 1966], в частности при обычном захвате включений при регенерации. Не случайно поэтому наблюдается преимущественное расположение ямок травления на гранях над затравками. Подробно возникновение дислокаций в кристаллах при росте рассмотрено Е. П. Костюковой и др. [1977]. [c.32]

При повышении температуры скорость межфазной стадии возрастает быстрее, чем скорость диффузии. Таким образом, с повышением температуры должны возрастать диффузионное влияние на рост кристалла, вероятность возникновения включений, скелетного роста, появления толстых слоев на гранях. Тем не менее частота образования включений, например на некоторых гранях кристаллов нитрата калия, с температурой уменьшается. Для объяснения указанного факта можно привлечь уже изложенные представления о существовании адсорбционного слоя раствора на грани. Поскольку повышение температуры ослабляет химические связи в адсорбционном слое, следствием этого является уменьшение ориентирующего действия поверхности кристалла на раствор, специфическое (зависящее от конкретной грани) уменьшение толщины этого слоя, короче говоря, десольватация грани. Видимо, этот процесс идет с повышением температуры достаточно интенсивно, что и вызывает уменьшение частоты возникновения включений раствора. Другая возможная причина уменьшения частоты возникновения включений может заключаться в так называемом недиффузионном захвате материала, обусловленном тем, что кристалл при росте занимает пространство, часть которого уже была занята веществом, находившимся в растворе и непосредственно использованном на постройку кристалла. Так как с повышением температуры концентрация раствора увеличивается, то увеличивается и часть объема, занятая этим веществом. Соответственно уменьшается и роль объемной диффузии. Роль недиффузионного захвата в уменьшении частоты возникновения включений может быть особенно заметна для нитрата калия, растворимость которого сильно возрастает с температурой. [c.47]

Десятикратное увеличение концентрации реагентов, дающее пересыщение порядка 48, привело к медленному осаждению с образованием больших кристаллов, для роста которых, однако, в некоторых случаях потребовались месяцы. Увеличение копцентрации доО,75-н., создало относительное пересыщение до 21 900, что привело к быстрому осаждению частичек, кристаллический характер которых по мере приближения к этой высокой концентрации становился менее ярко выраженным. Наконец, концентрации до 3-н. с пересыщением в 87 500 раз вызвали быстрое выпадение аморфного осадка, а в растворах с концентрацией от 3 до 7-н. (пересыщенность до 204. 500) были найдены желеобразные, студенистые образования. Такое поведение является типичным, но часто встречаются усложняющие факторы. [c.127]

Замети . , что подход к межфазному массообмену в процессах противоточной кристаллизации часто яяпигит пт типя диаграммы фазового равновесия. В случае образования твердых растворов кристаллы часто неустойчивы к изменению температуры. По мере их продвижения к зоне плавления они подплавляются, и в условиях адиабатического процесса образуются новые кристаллы,. Происходит так называемый процесс перекристаллизации. Часто этот процесс протекает за счет растворения мелких кристаллов и роста более крупных [254]. При перекристаллизации слои окклюдированной жидкости легко замещаются потоком флегмы, и состав внешних слоев жидкости вокруг кристаллов значительно приближается к составу потока флегмы [237, 242]. [c.196]

Особенностью этой стадии процесса кристаллизации является образование ламелярных отростков со складчатыми цепями, которые кинетически более предпочтительны, чем кристаллы с выпрямленными цепями, в то время как кристаллы, образованные вытянутыми цепями, термодинамически более стабильны, чем кристаллы со складчатыми макромолекулами. Это полностью согласуется с важным результатом Вундерлиха и др. [18], установивших, что зародыши кристаллов с вытянутыми цепями не инициируют роста кристаллов аналогичного строения. Образование пачечного зародыша связано с необходимостью преодолеть более высокий барьер свободной энергии образования зародыша ЛОб, чем при образовании зародыша со складчатыми цепями. Это обусловлено тем, что свободная поверхностная энергия, связанная с удалением цепей с поверхности (001) пачечного зародыша, больше, чем свободная поверхностная энергия грани, содержащей складки цепей. Поэтому образование пачечных зародышей менее вероятно. Вторым фактором, определяющим в классической теории [17, 18] скорость образования зародышей и скорость их роста в стационарном состоянии, является свободная энергия активации АОа процесса переноса через поверхность раздела жидкость — кристалл. При действии гидродинамических сил значение свободной энергии активации может быть уменьшено на величину АОц, [c.119]

Происхождение дислокаций еще далеко не полностью объяснено и главным образом по той причине, что в этой области проводилось мало экспериментов. Энергия дислокаций не столь велика, чтобы нельзя было допустить их образование при тепловых возмущениях в достаточно малых кристаллических зародышах. Кроме того, кристаллы часто растут вначале в виде дендритов при высоком пересыщении, которое необходимо для зарождения (если исключить присутствие посторонних частиц, от которых они могут наследовать дислокации) затем, когда пространство между ветвями заполняется, любое легкое искажение ветвей приводит к дезориентациям, которые вызывают образование дислокаций в твердом кристалле. Теория роста кристалла объясняет естественный отбор кристаллов, содерн<ащих некоторое число дислокаций. Однако при этом объясняется наличие только небольшого числа дислокаций, в общем не обязательно большего чем одна дислокация, выходящая на каждой растущей габитусной грани кристалла. Наблюдения Форти и Фрэнка [30] в опытах над малыми сублимированными кристаллами серебра действительно указывают на число их, немногим больше, чем названо. Но содержание дислокаций, определенное различными непрямыми способами для металлических образцов больших размеров, полученных более обычными методами, значительно больше и редко оценивается величиной, меньшей чем 10 /слг или 10 см1см , что, по существу, одно и то же. Содержание дислокаций уменьшается при отжиге, но в пределе, по-видимому, достигает величины указанного порядка. Автор полагает, что это не имеет существенного значения и должно быть приписано содержанию примесей в доступных сортах металлов (обычно металл с концентрацией в 10" н. спектроскопически обнаруживаемых примесей считают сверхчистым ) выделившиеся частицы представляют опорные точки для дислокационной сетки, и наличием адсорбированных вдоль дислокациснных линий атомов растворенного вещества, понижающих как их линейное натяжение, так и их подвижность, можно, по-видимому, объяснить данные наблюдения. [c.33]

Имеются все основания считать, что такой режим кристаллизации не только возможен, но весьма вероятен. Почти точно так же происходит кристаллизация металлов из загрязненных расплавов, которую интенсивно изучили Раттер и Чалмерс [ 18], Тиллер [133] и другие. Эти авторы показали, что у грани растущего кристалла образование слоя, обогащенного примесью, часто обусловливает резкое изменение режима роста и приводит к ячеистой кристаллизации. Кристаллы разделяются на параллельные столбчатые ячейки, вытянутые в направлении роста, при этом чистейший металл находится в середине каждой ячейки, а примеси сконцентрированы на границах, разделяющих ячейки. Со стороны фронта кристаллизации каждая ячейка оканчивается выступом, который проникает на некоторое расстояние в расплав. Этот выступ захватывает молекулы основного вещества, а оставшиеся примеси смещаются в стороны, со временем находя путь к границам ячеек кристалла. Порядок величины диаметра ячеек определяется выражением б = О V, где D — коэффициент диффузии примеси в расплаве, а и — скорость движения фронта кристаллизации. Для металлов типичны следующие величины В 10 см -секг , V яг 10 см-сек и б 10" см. [c.464]