Образование зародышей дисперсной

Образование зародышей дисперсной фазы [c.127]

Механизм образования сажи (дисперсного углерода) при горении реактивного топлива и в общем случае при химических превращениях углеродсодержащих веществ изучен еще недостаточно. Исследователи основную роль отводят полимеризации или цепным разветвленным реакциям. В последнем случае физико-химическая модель процесса включает разветвленные цепные реакции образования радикалов-зародышей, превращение их в зародыши твердой фазы (минимальные частицы, имеющие физическую поверхность) и дальнейший рост зародышей за счет гетерогенного разложения углеводородов на их поверхности. Сторонники полимеризационной схемы отмечают, что образование ацетилена наблюдается даже в метано Кисло-родном пламени. После достижения максимальной концентрации ацетилен превращается в моно- и полициклические ароматические углеводороды и полиацетилен. Экспериментально показано также, что в соответствующих условиях появлению сажевых частиц предшествует образование (в результате полимеризации) крупных углеводородных молекул с молекулярной массой примерно 500. [c.168]

При дальнейшем повышении количества добавки ее воздействие распространяется кроме сорбционно-сольватного слоя также и на компоненты, иммобилизованные в межчастичном пространстве асфальтеновых агрегатов, приводя к разрушению после-,/ их. При этом значительно уменьшаются размеры асфальтеновых агрегатов и одновременно увеличивается их сорбционно-сольватный слой, что в свою очередь снижает возможность образования и роста зародышей дисперсной фазы в реакционной массе. [c.135]

Размеры образующихся частиц зависят от условий проведения процесса конденсации, в принципе — от соотношения между скоростями двух одновременно идущих процессов образования зародышей и роста их. Для получения мелких частиц (т. е. частиц дисперсной фазы в будущей дисперсной системе) необходимо значительное преобладание скорости первого процесса над скоростью второго. Практически такие условия создаются либо в весьма разбавленных растворах реагирующих веществ, либо, наоборот, в достаточно концентрированных растворах, когда образуется сразу много зародышей кристаллизации, не успевающих вырасти до больших размеров. В первом случае образуется золь (коллоидная система), во втором получается мелкокристаллический осадок, который можно в определенных условиях перевести в коллоидный раствор. [c.77]

Конденсационный путь образования дисперсных систем связан с выделением новой фазы из гомогенной системы, находящейся в ме-тастабильном состоянии, например,кристаллизация из пересыщенного раствора, конденсация пересыщенного пара и т. п. Этот процесс протекает в том случае, если химический потенциал вещества в новой (стабильной) фазе меньше, чем в старой, метастабильной. Однако этот выгодный в конечном счете процесс проходит через стадию, требующую затраты работы, - стадию образования зародышей новой фазы, отделенных от старой фазы поверхностью раздела. Условия для возникновения зародышей новой фазы возникают в метастабильной системе в местах, где образуются местные пересыщения - флуктуации плотности (концентрации) достаточной величины. Радиус равновесного зародыша новой фазы связан со степенью пересыщения. [c.39]

Размеры образующихся частиц зависят от условий проведения процесса конденсации, в принципе - от соотношения между скоростями двух одновременно идущих процессов образования зародышей и роста их. Для получения мелких частиц (т. е. частиц дисперсной фазы в будущей дисперсной системе) необходимо значительное преобладание скорости первого процесса над скоростью второго. [c.39]

Зародыш представляет собой небольшую группу атомов (молекул или других структурных единиц) с правильным и характерным для стабильного при новых условиях кристалла расположением. Образование зародышей можно рассматривать как возникновение дисперсной системы, изучаемой коллоидной химией. По последовательности расположения частиц в зародыше происходит дальнейшая ук )адка слоев частиц и рост ядер. [c.224]

Известно [430—431 ], что в зависимости от пересыщений дисперсионной среды могут образоваться различные кристаллические формы гидрата окиси кальция, а концентрация Са (ОН)а определяет основность и дисперсность кристаллогидратов — гидросиликатов и алюминатов кальция. Снижение энергии образования зародышей на подложке по сравнению со свободным объемом жидкости увеличивает число зародышей новых фаз и, следовательно, число контактов в дисперсии именно на ранней стадии структурообразования (рис. 90), что в свою очередь способствует упрочнению конденсационно-кристаллизационной структуры и оптимальному ускорению ее образования. Fla размер, габитус, направ- [c.181]

Посторонние включения могут взаимодействовать и не взаимодействовать химически с раствором, обладать и не обладать кристаллографическим сродством с возникающей фазой. Включения, химически не взаимодействующие с раствором и не обладающие кристаллографическим сродством, могут также воздействовать на скорость возникновения зародышей новой фазы и линейную скорость их роста. Они могут рассматриваться как готовые поверхности, на границе с которыми облегчается возникновение зароды-щей новой фазы, и оказывать влияние на процесс образования зародышей благодаря неоднородностям поверхности и наличию трещин. Чем выше дисперсность включений, тем больше их влияние на процесс образования зародышей и рост кристалликов новой фазы. Включения оказывают влияние на процесс кристаллизации также благодаря разного рода адсорбционным явлениям, происходящим на их поверхности. [c.185]

Дисперсность сажи целиком зависит от скорости образования зародышей и их роста. Знание законов этих процессов позволит определить технологические условия (температуру, время контакта, концентрацию и т. д.), необходимые для получения сажи определенной дисперсности. [c.544]

Дисперсность получающейся сажи определяется в основном скоростью образования зародышей сажевых частиц, так как чем больше появляется зародышей, тем на большее число частиц распределяется имеющийся в распоряжении строительный материал — углерод и тем мельче получаются частицы. [c.545]

Теория образования новой дисперсной фазы зародилась в исследованиях Гиббса (1878 г.) по термодинамике поверхностных явлений и получила развитие в двадцатых годах нашего столетия (школа Фольмера) в экспериментальных и теоретических исследованиях конденсации пересыщенного пара. Взгляды Фольмера на образование зародышей в пересыщенном паре детально рассмотрены в гл. XI, посвященной аэрозолям. Здесь же лишь укажем, что растворимость или давление насыщенного пара малых частиц любой фазы, как это следует из термодинамики, больше, чем у крупных частиц (закон В. Томсона). Иначе говоря, увеличение дисперсности фазы повышает ее растворимость в окружающей среде, или способность вещества к выходу из данной фазы. Поэтому раствор, насыщенный относительно крупных кристаллов, является еще ненасыщенным относительно мелких кристаллов того же вещества. В таких условиях самопроизвольное образование достаточно крупных кристаллических зародышей мало вероятно, а очень мелкие зародыши, возникающие в результате флуктуаций, це могут вызвать кристаллизацию, так как по отношению к ним раствор не является пересыщенным. Очевидно, зародыши ново"й фазы могут образовываться лишь при очень высоких степенях пересыщения, когда возникновение сравнительно больших зародышей статистически более вероятно. [c.225]

Айлер [18] разработал способ кремнеземного покрытия, благодаря которому кремнезем может быть нанесен на исходные коллоидные дисперсные материалы, представляющие собой пластинчатые или волокнистые силикатные минералы, оксиды, металлы или какие-либо другие материалы в коллоидном состоянии. В процессе увеличения размеров частиц по этому способу добавление активного кремнезема к системе не должно производиться быстрее, чем его может поглотить имеющаяся поверхность кремнезема. В противном случае раствор становится настолько пересыщенным, что начинают формироваться новые небольшие зародыши, и, следовательно, окончательно образовавшийся золь не будет состоять из однородных по размеру частиц. Как было показано в гл. 1, максимальная скорость добавления кремнезема, при которой не происходит образования зародышей, составляет при 90°С около 10 г активного 5102 в расчете на 1000 м площади поверхности кремнезема За 1 ч. Теоретически увеличение размеров частиц зависит от так называемого отношения наращивания В/. [c.425]

При обычном технологическом оформлении процесса получения порошкового карбонильного железа в верхнюю часть аппарата разложения из испарителя поступает неразбавленный пар пентакарбонила железа, находящийся близко к состоянию насыщения. Для установившегося процесса каждому заданному температурному режиму аппарата разложения и расходу пентакарбонила железа здесь соответствуют вполне определенные скорости процессов образования зародышей и формирования частиц карбонильного железа, от соотношения которых зависят химический состав, структура и дисперсность получаемого порошка. С уменьшением концентрации паров карбонила на входе в аппарат разложения, например, путем разбавления их инертным или реакционным газом при прочих одинаковых условиях скорость образования зародышей железа уменьшается сравнительно немного, а скорость формирования частиц — в значительно большей степени из-за общего снижения концентрации паров пентакарбонила железа в объеме аппарата. Кроме того, из-за увеличения потока парогазовой смеси в аппарате разложения зона образования зародышей существенно расширяется, а зона формирования частиц железа o- [c.111]

Таким образом, дисперсность осадка определяется двумя процессами — образованием зародышей и ростом частиц. Скорость обоих процессов зависит от пересыщения. [c.10]

Для расчета вероятности образования зародышей воспользуемся распределением дисперсных частиц по объему системы (7.5.2.11). Под дисперсной системой здесь понимается совокупность атомов или молекул, участвующих в конденсации и занимающих определенный объем. Определим вероятность того, что в некотором контрольном объеме число частиц стало достаточным для образования зародыша, размер которого превышает критический. [c.679]

Зародыши способны к дальнейшему росту, и должен начаться фазовый переход, скорость которого ограничена необходимостью перейти через потенциальный барьер АС/щах, т. е. еще до начала обычного скачкообразного перехода сплошная фаза не вполне гомогенна и содержит зародыши дисперсной фазы. Френкель [123] рассматривал образование капель жидкости из паровой фазы при условии, что капли некоторого размера, слегка превышающего критический, удаляются из системы по мере своего образования и заменяются эквивалентным числом отдельных молекул. Число капель любого [c.827]

В результате кристаллизации из растворов получают поли-дисперсные порошки Распределение частиц по размерам является их важнейшим свойством (особенно для пигментов) и зависит от способа проведения кристаллизации Различают непрерывную и периодическую кристаллизацию При непрерывной кристаллизации кристаллы осаждаются при смешивании двух (или более) растворов, которые непрерывно подают в реакционный аппарат Образующаяся суспензия выводится из аппарата также непрерывно При достижении равновесного состояния пересыщение, скорость образования зародышей и средняя скорость кристаллов становятся постоянными По мере образования зародышей часть их выводится из аппарата Поэтому в готовом продукте будут присутствовать мелкие кристаллы в большом количестве, и чем они крупнее, тем меньше их образуется (рис 5 13, а) Распределение частиц по размерам можно регулировать продолжительностью нахождения их в аппарате (продолжительностью отстоя) Чем больше будет это время, тем более пологой будет кривая [c.265]

Кристаллизация в дисперсных системах как процесс складывается из ряда этапов, к которым относятся образование пересыщенного раствора или переохлажденного расплава, образование зародышей, рост кристаллов. Очередность отдельных этапов во времени может быть разной. Либо они следуют друг за другом, либо протекают одновременно, совмещаясь друг с другом. Все эти явления должны тщательно учитываться при проектировании аппаратуры, используемой для практического осуществления процесса в условиях промышленного производства. [c.9]

Непосредственное измерение числа зародышей, образующихся в суспензии действующего аппарата в единицу времени, представляет в настоящее время существенные трудности. Число центров кристаллизации /, образующихся в единице объема за единицу времени, может быть определено из соотношения (2.11), если для непрерывной кристаллизации в аппарате полного перемешивания общее число частиц отнести к единице объема суспензии при известной величине среднего времени пребывания <т>. Скорость зародышеобразования в аппарате полного перемешивания можно также оценить по числу кристаллов, покидающих его, так как число образующихся кристаллов при установившемся режиме равно числу выгружаемых. Однако определение общего числа кристаллов весьма сложно, так как многие из них имеют размеры, близкие к размеру зародыша. Известен способ обработки экспериментальных данных по дисперсному составу кристаллов, с помощью которого определяют интенсивность образования зародышей, когда Т1(/) не зависит от размера кристалла. Представляет интерес более общий случай, когда скорость роста кристаллов зависит от размера и аппроксимируется уравнением (1.73 ). [c.91]

На возникновение и рост зародышей сажи значительное влиянне оказывает температура и среда, в которой формируются > <ид-кие частицы. При высоких температурах возникает боль(иое количество зародышей, рост которых контролируется подачей углево-дородного сырья. Одновременно интенсифицируются процессы взаимодействия сажевых частиц с реакционноспособными газами, ириводящ,ие к образованию бошее дисперсных сажевых частиц. Добавление в зону реакции ингибиторов (пропилена, окиси азота) или инициаторов (окиси этилена) влияет на кинетику образования сал<и, что подтверждает радикально-цепной механизм процесса. [c.169]

Член А Ой нредставляет собой работу диспергирования, не сопровождающуюся изменением агрегатного состояния и химического состава вещества дисперсной фазы. Члены АО,- и АС, , в уравнении (5) отвечают работе образования дисперсной частицы соответственно при изменении агрегатного состояния и химического состава вещества дисперсной фазы. Эти члены описывают работу гомогенного образования зародышей новой фазы в исходной маточной среде. [c.84]

Для получения высокодисперсной промывочной жидкости таким способом необходимо, чтобы раствор был пересыщенным по выделяемой фазе, и в нем надо создать условия, обеспечивающие одновременное возникновение огромного числа зародышей дисперсной фазы. При этом скорость образования зародышей должна быть намного больше скорости роста кристаллов. Практически это достигается путем введения химических реагентов (КМЦ, крахмала, КССБ и др.) при сильном перемешивании. Происходит не только достижение требуемой дисперсности, но и закрепление этого состояния, стабилизация системы. [c.41]

Морфология, состав и дисперсность кристаллов гидросиликатов кальция изменяются в присутствии посторонних ионов в водном растворе и в кристаллах алита. Так, гидратация aS замедляется в присутствии Са(ОН)г, СзА и значительно ускоряется в присутствии a lj и других хлоридов, бромидов, нитритов, сульфатов, карбонатов, щелочных металлов и гипса. Ускорение реакции обусловливается уменьшением длительности индукционного периода гидратации за счет интенсификации процесса образования зародышей кристаллов новых гидратных фаз. [c.318]

Таким образом, для конденсационного получения золей необходимо, чтобы концентрация вещества в растворе превышала растворимость, т. е. раствор должен быть пересыщенным. Эти условия являются общими как для образования высокодисперсного золя, так и обычного осадка твердой фазы. Однако, в первом случае требуется соблюдение особых условий, которые, согласно теории, разработанной Веймарном, заключаются в одновременности возникновения огромного числа зародышей дисперсной [c.23]

Таким образом, для конденсационного получения золей необходимо, чтобы концентрация вещества в растворе превышала растворимость, т. е. раствор должен быть пересыщенным. Эти условия являются общими как для образования высокодисперсного золя, так и обычного осадка твердой фазы. Однако в первом случае требуется соблюдение особых условий, которые, согласно теории, разработанной Веймарном, заключаются в одновременности возникновения огромного числа зародышей дисперсной фазы. Под зародышем следует понимать минимальное количество новой фазы, находящееся в равновесии с окружающей средой. [c.25]

Переходя к обсуждению процесса структурообразования, прежде всего отметим, что первый период (индукционный по терминологии некоторых авторов), когда в дисперсии идет процесс накопления новообразований коллоидной степени дисперсности и вхождение их в пространственную коагуляционную структуру в результате случайных соударений, заканчивается очень быстро—в течение первых нескольких минут. Следующий вслед за тем быстрый рост прочности пространственной структуры, усредненно продолжающийся, видимо, 30 мин и приводящий к значениям модулей в суспензии В/Т = 0,5 порядка 2—4 10 дин см , а в суспензии В/Т =1,0 порядка 4 10 дин1см , обусловлен не только межчастичным взаимодействием, но и образованием сростков [70] кристалликов гексагональных гидроалюминатов. Наиболее характерно для кристаллов срастание наложением, которое происходит в начальные моменты гидратации, в период сильно пересыщенного состояния твердеющей системы, при образовании зародышей кристаллов [70]. [c.96]

На рис. IX. 15 схематически показан процесс образования сажевых частиц и слоя твердого углерода на стенке при термическом разложении метана в нагреваемой трубке. В дисперсный углерод, т. е. сажу, превращается только часть углерода, образующегося при разложении метана, а часть углерода неизбежно превращается в слой твердого углерода на стенках. Твердый слой ухлерода на стенке образуется при более низкой температуре, чем возникают зародыши сажевых частиц. На рис. IX.15 видно, что углерод на стенке по ходу газа отлагается раньше, чем появляются первые зародыши сажевых частиц. Постепенное уменьшение толщины слоя углерода по длине трубки объясняется падением концентрации метана за счет превращения его в сажу и в углерод на стенке. На рисунке, кроме того, наглядно видно, что различие размеров частиц, получающихся при термическом разложении сажи, объясняется неодновременным образованием зародышей. Из зародышей, образовавшихся одновременно, получаются одинаковые частицы. [c.544]

Так как суспензии отличаются от лиозолей только тем, что частицы в них на несколько порядков больше, все методы, которые используются для получения лиозолей, можно применять и для получения суспензий. При этом необходимо, чтобы степень измельчения диспергационными методами была меньше, чем при получении лиозолей. При конденсационных методах конденсацию необходимо проводить так, чтобы образовывались частицы, имеющие размеры 10" -10 см. Размер образующихся частиц зависит от соотношения скоростей образования зародышей кристаллов и их роста. При небольших степенях пересыщения обычно образуются крупные частицы, при больших — п№лкие. Предварительное введение в систему зародышей кристаллизации приводит к образованию практически монодисперсных суспензий. Уменьшение дисперсности может быть достигнуто в результате изотермической перегонки при нагревании, когда мелкие кристаллы растворяются, а за их счет растут крупные. [c.196]

Образование новой фазы идет не равномерно во всем объеме пересыщенного раствора, а только там, где преодолен энергетический барьер, связанный с образованием поверхности новой фазы. Это происходит в центрах (зародышах) структурообразования. Зародышами могут быть случайные примеси нерастворимых веществ или специально вносимые дисперсные добавки — искусственные зародыши. Все эти центры структурообразования имеют поверхность раздела фаз до возникновения состояния пересыщения, а не вследствие его. Такие центры называют гетерогенными. В пересыщенных растворах возрастает вероятность образования зародышей из флуктуационных уплотнений вещества, получивших название гомогенных центров структурообразования. Для того, чтобы флуктуацион-яое уплотнение вещества превратилось в зародыш новой фазы, т. е. было устойчивым и имело реальную поверхность раздела, необходимо, чтобы затраты энергии на образование новой поверхности были меньше энергии, высвободившейся в результате взаимодействия молекул в зародыше (энергия когезии), т. е. чтобы был выигрыш в величине свободной энергии в системе. Такое состояние достигается при определенном критическом размере флуктуации, после достижения которого флуктуация становится зародышем структурообразования. [c.202]

В результате образования зародышей происходит нарушение теплового равновесия в дисперсной системе, которое может установиться только по прошествии некоторого времени т. Можно предположить, что в течение этого времени новые зародыши образоваться не могут, и выражение для скорости зародышеобразо- [c.680]

Если рассматривать колебания при низких начальных температурах (рис. 7.5.2.9, кривые 4 и 5), то их можно отнести к так назьгеаемому шуму, который имеет место как в натурных экспериментах, так и при численном моделировании. Однако столь сильно периодический сигнал не может возникать из-за слабого шума, связанного с ошибкой округления при проведении вычислений. Тем более, что увеличение точности вычисления не меняет характер колебаний. Согласно [67], наблюдаемые колебания амплитуды вероятности образования зародышей не могут служить признаком упорядоченности или периодичности поведения дисперсной системы. [c.680]

Выделение новой фазы из метастабильных растворов кристаллизующихся полимеров протекает во многом аналогично кристаллизации низкомолекулярных веществ. При достаточно высоком пересыщении зародыши новой кристаллической фазы (т. е. достаточно большие флуктуации анизотропии и концентрации) могут возникать в объеме раствора, но часто более вероятным оказывается образование двухмерных зародышей на поверхности дисперсных примесей. Скорость образования зародышей определяет скорость всего процесса кристаллизации. Рост пересыщения раствора или переохлаждения расплава повышает вероятность образования зародышей новой фазы лишь до определенного предела. По мере приближения к телгаературе стеклования подвижность молекул снижается, любые перегруппировки их тормозятся и скорость кристаллизации сильно уменьшается. [c.61]

В процессе объединения молекул или атомов в частицы новой фазы фазовые образования обязательно проходят через область коллоидной дисперсности, например при образовании зародышей в нересыщенных растворах. Такая же промежуточная стадия может иметь место и при обратных процессах, например при растворении. В одних условиях коллоидное состояние исчезает [c.6]

Кристаллизация при противотоке кристаллизуемой системы и хладагента. В зависимости от соотношения плотностей крис-сталлизуемую систему подают в аппарат сверху или снизу, а хладагент вводят противотоком через распределительное устройство (диспергатор). Капли хладагента, двигаясь противотоком, отнимают тепло от кристаллизуемой системы, создают тем самым пересыщение и условия для образования зародышей. Последние при свободном движении растут и попадают в сборники суспензии, откуда непрерывно выводятся. С учетом имеющихся в литературе сведений может быть предложена модель кристаллизации в трехфазных дисперсных системах, которая составляет основу при создании инженерной методики расчета данного класса аппаратов. [c.133]