Поверхностная энергия кристалло

Перенос массы и энергии через границу раздела фаз в направлении 1- 2 приводит к изменению поверхностной энергии кристалла (дуги 17, 18). Изменение поверхностной энергии кристалла (в частности, неравномерности поверхностного натяжения А,,) может привести к изменению формы кристалла, изменению границы раздела фаз (дуги 19), изменению его поверхности. [c.8]

Здесь <71 —внешний поток тепла, при отсутствии лучистой передачи тепла можно принять закон теплопроводности внутри несущей фазы в виде ql = —X VT , Я,,—коэффициент теплопроводности материала фазы 1. По аналогии с (1.36) введем выражение для изменения поверхностной энергии кристаллов размера (объема) г за счет перехода их из группы в группу при росте или растворении [c.23]

Совсем по-иному влияют на процесс кристаллизации растворимые примеси. Дело в том, что зародыш кристалла при своем образовании стремится оттеснить инородные примесные молекулы, что ведет к обогащению этими молекулами слоя расплава, окружающего границы зародыша. По этой причине участие молекул основного вещества в росте зародыша становится затруднительным и для достижения зародышем критического размера уже требуется большее переохлаждение. В присутствии примеси может изменяться (как правило, уменьшается) и скорость роста кристалла. Это, по-видимому, обусловлено адсорбцией примесных молекул на поверхности кристалла. Если адсорбция происходит на активных местах роста, то такое локальное отравление поверхности кристалла тормозит образование кристаллического слоя и рост кристалла замедляется по сравнению с его ростом из чистого расплава. Но, с другой стороны, адсорбция примесных молекул может приводить к уменьшению поверхностной энергии кристалла. Это, в свою очередь, связано с повышением шероховатости поверхности, [c.109]

Распределение электронов. В металлах отдельные уровни [см. уравнение 169) ] сдвигаются при возникновении поверхности. Общее изменение энергии достигает нескольких электрон-вольт на каждый атом поверхности и составляет поверхностную энергию кристалла. Вместе с тем образование поверхности металла влияет на распределение электронов проводимости, что приводит к двум эффектам эмиссии электронов и электронной плотности [13], что чрезвычайно важно при адсорбции. [c.450]

Энергия образования поры является, очевидно, разностью поверхностных энергий кристалла с порой и без нее Е = 4 л R ARf 7 + 4 лг у — 4 лR y. Пренебрегая членами, содержащими (А/ ) , и учитывая (4.1), находим [c.46]

Диспергенты представляют собой поверхностно-активные веш,ества (ПАВ), которые изменяют поверхностную энергию кристаллов парафина, что [c.33]

Для кварца энергия поверхности раздела составила 416 эрг/см (из поверхностной энергии кристалла 980 эрг/см [177] вычиталась теплота смачивания 564+ 16 эрг/см [178]). [c.79]

Следует иметь в виду, что, по всей вероятности, влияние пластификаторов на полимеры не ограничивается температурными интервалами вынужденной эластичности, высокоэластичности и вязкотекучего состояния. Прочность хрупких полимерных материалов (ниже Г р) также может изменяться под действием пластификаторов. Е. Д. Щукиным и П. А. Ребиндером [453, с. 645] было показано, что даже небольшое понижение свободной поверхностной энергии при адсорбции ряда органических веществ может приводить к значительной пластификации деформируемого кристалла твердого тела. Если же адсорбируемое вещество значительно снижает поверхностную энергию кристалла (вдвое или в несколько раз) и способно энергично мигрировать внутрь кристалла по микрополостям, то адсорбционный эффект может проявиться в резком снижении прочности и появлении хрупкости. [c.211]

При ф = 90° это уравнение совпадает с условием Антонова. Однако практического применения эта простая зависимость, по-видимому, не нашла. Так называемый метод нейтральной капли — еще один из вариантов решения проблемы измерения поверхностной энергии по результатам смачивания. Этот метод заключается в изучении формы капли (нанример, капли расплава металла) на поверхности твердого тела [14, 40, 61, 62]. Предполагается, что расплав не взаимодействует с подложкой (капля нейтральна ). Установление равновесия в этой системе сопровождается появлением на подложке под каплей жидкости прогиба — ямки. Необходимые для определения ф,. значения углов а и р рассчитывают по высоте h-y и углублению капли и но диаметру лунки L (рис. II.1). Сравнение значения поверхностной энергии кристаллов хлорида натрия, полученного этим методом [40] (266 эрг/см ), со значениями, полученными другими методами [4] (150—300 эрг/см ), свидетельствует о перспективности метода нейтральной капли . [c.57]

Поверхностная энергия кристаллов инертных газов при О К [c.210]

С — безразмерный параметр, связанный с коэффициентом поверхностной энергии кристаллов. [c.123]

На основании экспериментальных данных произведен ориентировочный подсчет удельной поверхностной энергии кристаллов гипса, значение которой получилось порядка величины 10—15 эрг/см . [c.136]

О поверхностной энергии кристалла дает представление следующее. Частица кристаллической решетки (ион, атом или молекула), расположенная внутри кристалла, испытывает силы взаимодействия со стороны всех соседних частиц, ее окружающих, и находится в состоянии равновесия. Равнодействующая всех этих сил равняется нулю. [c.185]

В противоположность поверхностной энергии жидкостей измерить свободную поверхностную энергию кристаллов значительно труднее, при этом данные, полученные различными методами, колеблются в широких пределах, часто различаясь в несколько раз. Этот разброс обусловлен прежде всего влиянием условий опыта и влиянием реальной структуры кристаллов. Наличие различных элементарных дефектов (например, точечные дефекты, отдельные дислокации или их скопления возле границ зерен и т. д.) и микроскопических нарушений (например, микротрещины, которые являются источником концентрации напряжений) или других видов неоднородности (например, скопления химических загрязнений) влияет на поверхностную энергию. В ряде случаев разброс вызывается влиянием адсорбционных явлений на границе фаз кристалл — окружающая среда, так как теоретические значения а справедливы для поверхности раздела кристалл — вакуум. В то же время во многих случаях измеряют значения поверхностных энергий не достаточно чистых поверхностей. Поэтому для различных граней кристалла, существует только несколько достоверных значений а. [c.256]

Поверхностная энергия кристаллов находится в прямой связи также с сопротивлением кристаллов истиранию. Энергия, сообщенная кристаллу в форме механической работы, затрачивается не только на теплоту и работу пластической деформации, но и на работу образования поверхности раздела. Предположив, что при взаимной притирке двух кристаллов работа, затрачиваемая на увеличение поверхности, распределяется равномерно на оба кристалла и что размеры зерен обоих кристаллов после истирания одинаковы, получают (по В. Д. Кузнецову), что стертый объем V обратно пропорционален поверхностной энергии [c.264]

Явление адсорбции на поверхностях кристаллов можно ясно доказать путем измерений краевого угла смачивания. Если, например, на поверхность кристалла поместить каплю жидкости, то устанавливается характерный краевой угол смачивания, который определяется работой адгезии между кристаллом и раствором. Краевой угол различен для каждой грани кристалла и существенным образом зависит от адсорбированных пленок, которые изменяют межфазную энергию на границе кристалл — жидкость. При соприкосновении жидкости с кристаллом начинается энергетическое взаимодействие между молекулами жидкости и частицами поверхности кристалла, которое определяется работой адгезии кр/ж Величина tup/ж характеризует свободную энергию взаимодействия между обеими фазами, приходящуюся па единицу поверхности. Величина складывается из удельной свободной поверхностной энергии кристалла Окр и жидкости сг . Эти поверхности образуются при отрыве жидкости от твердой поверхности, и эти величины входят со знаком плюс . Одновременно нужно учесть убыль удельной свободной межфазной энергии на границе кристалл — жидкость 7кр/ж, т.е. эта величина входит в энергетический баланс со знаком минус. Отсюда [c.274]

Таким образом, работа образования зародышей равна одной трети межфазной энергии границы раздела кристалл— расплав или поверхностной энергии кристалл — пар. [c.290]

Условие равновесия, по Гиббсу и Вульфу, вытекает из требования минимального значения общей свободной энергии. Если учесть объемное и поверхностное слагаемые общей свободной энергии, то нз всех возможных кристаллических форм равновесной является та, которая обладает наименьшей свободной поверхностной или межфазной энергией. Так как основу наших рассуждений составляет случай равновесия кристалл — пар, границу фаз будем рассматривать как поверхность см. 12.1) и, следовательно, нужно учитывать только поверхностную энергию кристалл —пар. Таким образом, можно определить условие минимальности для равновесного многогранника [c.319]

Действие модификаторов кристаллов основано на изменении формы и поверхностной энергии кристаллов парафина. В результате снижается склонность кристаллов к взаимному объединению или присоединению к стенкам трубы. Кроме того, размеры кристаллов остаются настолько небольшими, что снижается вероятность их осаждения и слипания. В случае же охлаждения нефти до температуры ниже те [пературы помутнения парафин осаждается не в виде игольчаты < кристаллов, приводящих впоследствии к резкому росту вязкости нефти, а в виде небольших округленных частиц. По этой причир[е модификаторы кристаллов известны под названиями депрессантов потери текучести, или реологических присадок. [c.193]

Действие модификаторов кристаллов основано на изменении формы и поверхностной энергии кристаллов парафина. В результате снижается склонность кристаллов к взаимному объединению или присоединению к стейкам трубы. Модификаторы кристаллов известны под названиями депрессантов потери текучести, или реологических присадок. [c.33]

Энергетический барьер при возникновении зародыша характеризуется так называемой работой образования зародыша, рассчитываемой из значений химических потенциалов вещества в растворе и в кристалле и удельной поверхностной энергии кристалла. Эта величина имеет максимум при некотором размере зародыша, называемом критическим (рис. 1-12). Работа образования зародыша и его критический размер Гкр уменьшаются с увеличением пересыщения. Устойчиво расти могут только те зародыши, размер которых больше Гкр. В метастабильной области размер критического зародыша велик и вероятность кристаллизации крайне мала. Вблизи границы с лабильной областью критический размер уже настолько мал, что вероятность соответствующей флуктуации очень велика, кристаллизация начинается почти мгновенно. Согласно теории, подтвержденной экспериментально, скорость заро-дышеобразования возрастает с пересыщением по закону экспоненты — [c.24]

К методам оценки поверхностной энергии твердых тел относятся и методы, основанные на измерении энергии разрушения методы раскалывания, трещин, расщепления [4, с. 9]. Методом раскалывания оказалось возможным оценить значение поверхностной энергии кристаллов хлорида натрия и некоторых других галогенидов щелочных металлов, причем экспериментальное значение оказалось близким к теоретическому. Несмотря на то что в этих методах практически невозможно контролировать долю энергии, которая затрачивается на пластическую деформацию кристаллов и выделяется в форме тепла, методами разрушения, особенно при низких температурах, можно получить вполне надежные результаты [42, 43]. Известны опыты по расщеплению слюды [4, 44—46]. Оказалось, что в вакууме расщепление слюды по плоскости спайности происходит практически обратимо если под отщепленный листочек слюды ввести клин, а затем удалить его, при повторном эксперименте на отщепление затрачивается такая же работа, как и в первом случае. По значению этой работы можно рассчитать поверхностную энергию слюды. Этим методом измеряли поверхностную энергию и некоторых других тел [47]. у Поверхностную энергию стекла также измеряют методом трещин. Этот метод заключается в том, что на образце делают сквозную, но не доходящую до краев трещину. Затем образец растягивают перпендикулярно трещине и определяют то критическое напряжение, при котором начинается рост трещины. Из значения этого напряжения вычисляют поверхностную энергию [4, 48]. Следует еще раз подчеркнуть, что при всех механических методах измерения поверхностной энергии твердых тел часть энергии расходуется на неуиругие деформации, трение и другие побочные явления, необратимо переходя в теплоту. Это необходимо иметь в виду при анализе экспериментальных данных. [c.55]

При учете поверхностной свободной энергии зародышей по отношению к среде, в которой они взвешены, было расширено понятие о термодинамическом равновесии двух фаз таким образом, чтобы зародыш данных размеров и формы находился в равновесии со средой при метастабильном состоянии последней, то есть при неустойчивости ее по отношению к уже сформировавшейся твердой фазе. В этом случае раствор, пересыщенный по отношению к кристаллу бесконечно большого размера, может оказаться ненасыщенным по отношению к кристаллу достаточно малого размера. Если последний не слишком мал по сравнению с размерами отдельных молекул, то поверхностную энергию кристалла, можно представить в виде произведения его поверхности (принимается, что кристалл имеет форму шара) на обычное поверхностное натянсение ст, соответствующее Полный термодинамический потенциал всей системы раствор А — кристалл В оказывается при этом равным [c.18]

Уравнение Гиббса — Вульфа выполняется только до тех пор, пока общая поверхностная энергия кристалла может быть представлена суммой произведений величины поверхности и удельной свободно ПОВерХНОСТ ОЙ Э 1ергии. Это, однако, допустимо, лишь если энергией ребер и углов по сравнению с соответствующей суммой можно пренебречь последнее возможно при не слишком малых размерах кристалла. В тех случаях, когда малый кристалл может быть получен путем простого отщепления от бесконечно болылого кристалла, полученное соотношение может быть, как показали И. Н. Странский и Р. Каи пев [72], дополнено введением удельной свободной энергии ребер п углов. Однако вряд ли это удастся как-либо использовать. [c.97]

Рис. 111.34. Зависимость между толш и-ной стабильного кристалла iV и членом 28ое/кТ, учитывающим вклад поверхностной энергии кристалла [3] (точками обозначены значения, использовавшиеся в расчетах при построении графика на рис. 111.35).

Рис. 111.42. Зависимость толщины ламелей низкомолекулярных фрак-, ций полиоксиэтилена и свободной поверхностной энергии кристаллов от температуры кристаллизации (V — показатель складывания).

Приложение теории активных ансамблей дефектов решетки, концентрация которых на поверхности в сильной степени завпсит от размеров и поверхностно энергии кристаллов, к рассмотрению гидрирующих катализаторов позволяет объяснить [284] преобладающее значение активпостп тетрагональных граней никеля и а-кобальта в реакциях каталитического гидрирования и существование максимальной активности нри малых размерах кристаллита, а также существование оптимальной температуры приготовления катализатора. [c.198]

Анализ опытных данных по образованию кристаллических зародышей часто позволяет с помощью уравнения для АО оценить величину а. Прямых измерений свободной поверхностной энергии кристаллов было немного [30], но эту величину можно определить описанным ниже способом. Если плотноупакованный кристалл кубической системы с поперечным сечением в 1 см разрезать перпендикулярно оси [100], то поверхность увеличивается на 2 сМ , а теплосодержаниена 2№ (Я°—удельное теплосодержание поверхности). Каждый атом в кристалле связан с 12 ближайшими соседними атомами, при этом каждую связь можно считать независимой и характеризующейся теплотой диссоциации I. При разрезании кристалла разрываются по 4 связи на каждый поверхностный атом, занимающий площадь 6 /2, где б = (4У/Л ) з. Таким образом, [c.226]

В ряде случаев найдено, что линейные ряды дислокаций изменяют свою ширину. Они или расширяются или становятся более узкими при появлении поверхностных сдвигов (ступенек). Этот эффект можно объяснить следующим образом. Когда линейный ряд дислокаций выходит к ступеньке с макрорасколами, одноатомная ступенька присоединяется к одной или обоим частичным дислокациям. При этом возможны различные конфигурации, которые показаны на рис. 56. На наиболее интересном рис. 56, г ступеньки противоположного знака присоединяются к обеим частичным дислокациям. Свободная поверхностная энергия кристалла будет уменьшаться, если эти поверхностные ступеньки станут короче. Если а — поверхностная энергия, а /г — высота ступеньки, то прирост энергии Ьаёх связан с уменьшением длины dx ступеньки. Это означает, что сила ка действует на краевую точку дислокации, так как смещение дислокации изменяет длину ступеньки. Г1оскольку ступеньки имеют противоположный знак, силы действуют в проти- [c.74]

Равновесная форма кристаллов объемом V определяется соотношением свободных поверхностных энергий. Основные различия наблюдаются между поверхностями, параллельными цепям (свободная повер постная энергия у) и перпендикулярными к ним, в которых сосредоточены складки цепей, конщ цепей, проходные молекулы или петлк (свободная поверхностная энергия у ). Поскольку в соответствии с данными по образованию зародышей у в 5 - 40 раз больше, чем у (разд. 5.1.2.2), равновесной формой кристалла должна быть призмаи ческая (см. рис. 3.3). Свободная поверхностная энергия кристалла, который для простоты предполагается квадратным в поперечном се- [c.446]

Интересное наблюдение было сделано [ 99] относительно зависимости степени совершенства кристаллов от времени кристаллизации при постоянной температуре. Данные рентгенографического анализа свидетельствуют о небольшом увеличении совершенства кристаллов во времени при постоянной температуре (см. выше). Однако температура пика плавления значительно увеличивается при увеличении времени кристаллизации и отжига. На основании этих данных было высказано предположение, что совершенствуется только структура поверхности кристаллов. Выравнивание поверхности кристаллов и конформационное упорядочение цепей в поверхностном слое должны уменьшать поверхностную энергию кристаллов и соответственно повышать температуру плавления даже без увеличения степени совершенства самих кристаллов. Характер структур некристаллических областей полиэтилентерефталата исследовал Цахман [ 2681 методом ЯМР-спектроско-пии. Было обнаружено, что доля напряженных макромолекул в некристаллических областях сильно зависит от температуры кристаллизации и скорости охлаждения после кристаллизации. Результаты исследования отжига, рассмотренные в разд. 7.3.4, показали, что возможно [c.255]

Такое строение обусловливает термодинамическую прочность молекулы фторапатита [16—18]. Энергия кристаллической решетки фторапатита равна 5300 ккал/моль (для INa l 164 ккал/молъ% удельная поверхностная энергия кристаллов фторапатита составляет —1520 apzj M (для ] аС1 160 эрг см ) [9]. [c.37]

Наряду с известными методами измерения микротвердости и упругих свойств был использован применительно к стеклам и ситаллам метод взаимного шлифования, предложенный В. Д. Кузнецовым для определения поверхностной энергии кристаллов. Сущность этого метода заключается в том, что две пластинки из эталонного и исследуемого материалов шлифуют одну о другую с помощью абразивного порошка, помещаемого между ними. После шлифования определяются потери в весе и объемы сошлифо-ванных слоев для каждого образца. Тогда, если принять прочность эталонного материала, например [c.197]