Закон для роста кристаллов

Типичным представителем стекол является кварцевое стекло. Оно почти всегда образуется при охлаждении расплавленного оксида кремния. По мере понижения температуры жидкости частицы стремятся расположиться друг относительно друга в соответствии с законом роста кристалла, и при достижении температуры кристаллизации (линия 2 фазовой диаграммы на рис. 4.5) жидкость кристаллизуется. В то же время с уменьшением температуры уменьшается подвижность частиц - увеличивается вязкость жидкости. В жидкостях, характеризующихся разветвленной системой ковалентных связей, перемещение частиц, необходимое для возникновения зародыша кристалла и его последующего роста, происходит медленно. Именно в таких случаях возникает ситуация, когда существенное увеличение вязкости происходит раньше, чем начинается рост кристалла. В результате система затвердевает, но не превращается в кристалл, а сохраняется в виде переохлажденной жидкости - стекла. [c.93]

Поскольку относительные размеры отдельных граней кристалла колеблются в широких пределах, можно полагать, что различные поверхности должны иметь разные скорости переноса. Геометрический закон роста кристаллов, известный под названием принципа перекрывания, может быть сформулирован так во время роста кристалла сохраняются только те грани, которые (по сравнению с прилегающими к ним соседними гра-нями) имеют низкие скорости переноса, при растворе- [c.589]

Экспериментальное подтверждение выражаемого уравнением (20) закона роста кристалла можно видеть на рис. 6.7. Более детальный обзор экспериментальных результатов бцл дан Хиртом и Паундом [c.168]

Согласно законам кристаллизации во время роста кристаллов исчезают быстро растущие грани и остаются только медленно растущие (рис. У-35). [c.400]

Правильная геометрическая форма является не единственным признаком кристаллической структуры. Она может внешне искажаться в процессе неблагоприятных условий роста кристалла. При идентификации веществ руководствуются также следующими законами [c.131]

Внешняя форма кристалла отличается наличием плоских граней, которые самопроизвольно возникают в процессе его роста. Линия пересечения двух граней называется ребром, а точка, в которой сходятся три или более грани, называется вершиной. Определенное сочетание этих геометрических элементов и создает неповторимое многообразие существующих кристаллических форм. Условия роста кристалла оказывают значительное влияние на его форму, поэтому кристаллы одного и того же вещества могут иногда выглядеть по-разному. Несмотря на то что форма граней может сильно изменяться, углы между соответствующими гранями остаются постоянными в кристаллах данного вещества вне зависимости от условий кристаллизации. Это положение составляет сущность одного из основных законов кристаллографии — закона постоянства двугранных углов. [c.234]

Механизм и кинетика кристаллизации из газовой фазы принципиально не отличаются от таковых при кристаллизации из растворов или расплавов. Зарождение и рост кристаллов в газе происходит по тем же законам, что и в жидкости (см. выше). Как и в любом случае кристаллизации, для конденсации газа в твердую фазу он должен быть пересыщенным. [c.263]

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]

Аморфные (стеклообразные) тела изотропны, т. е. векторные свойства их не зависят от направления. Эти тела имеют неправильные формы. Кристаллы характеризуются определенными формами многогранников с плоскими гранями, которые по закону гранных углов пересекаются при данной температуре у данной модификации вешества под определенными углами независимо от размеров и искажений, связанных с условиями роста кристаллов. Для каждой кристаллической модификации данного вещества свойственна определенная температура плавления. Кристаллы анизотропны у них многие так называемые векторные свойства (тепло- и электропроводность, прочность, термическое расширение, скорость роста, растворение, травление и т. д.) зависят от направления. Однако теплоемкость, плотность и прочие скалярные свойства у всех веществ не зависят от направления. [c.116]

После того как на контактах кристаллов произойдут все возможные перемещения атомов, дальнейший рост кристаллов прекращается (второй и третий законы). Чтобы вызвать дальнейшую рекристаллизацию, необходимо повысить температуру (четвертый закон). С повышением температуры увеличивается подвижность атомов, что позволяет им преодолевать все более значительные препятствия. [c.205]

Теоретические исследования. Большинство перечисленных выше задач представляются в основном технологическими, хотя несомненно их решение связано с учетом основных законов химии и знанием химической теории. Но не только эти целенаправленные исследования вызывают интерес у ученых-теоретиков. Их занимают некоторые фундаментальные проблемы химии, которые еще до сих пор не разрешены. Окончательно не выяснены еще механизмы некоторых простейших химических реакций, действие катализаторов, процессы роста кристаллов. Не решен спор о происхождении солнечной системы и вселенной, а также нескольких десятков элементарных частиц, входящих в состав атомных ядер. [c.13]

На рис. 60, в, г, д и. е показаны комбинации двух дипирамид а и б, причем величина дипирамиды а оставлена постоянной, а дипирамиды б в направлении от е к 5 и далее к 3 и в постепенно увеличивающейся. В результате такого роста кристалла расстояние п по нормали от центра до грани дипирамиды б все время возрастает — П1-< ИгС из< п . Вследствие закона постоянства углов угол б между гранями дипирамид а и б и угол (180°—б) между нормалями пят остаются во всех случаях строго постоянными. Из этого следует, что размер той или иней грани в комбинации и связанное с ним расстояние от центра не имеют для кристалла существенного значения. Гораздо важнее расположение граней относительно друг друга или, что то же самое, относительно координатных осей кристалла. За координатные оси можно выбрать в данном конкретном примере три взаимно-перпендикулярные двойные оси 2 (рис. 61). [c.43]

Установлено, что с увеличением относительного пересыщения скорость образования зародышей кристаллов возрастает по экспоненциальному закону, а скорость роста кристаллов — прямо пропорционально (рис. 11.1). Как видно из рис. 11.1, при низком относительном пересыщении преимущественно происходит рост кристаллов. С увеличением пере- [c.141]

Скорость роста кристалла зависит от пересыщения раствора, причем при малых значениях пересыщения зависимость подчиняется параболическому закону, а при больших значениях — линейному (рис 5 12) [c.265]

Экспериментальные исследования проводили на модельном аппарате с центральной циркуляционной трубой. В качестве исследуемой системы был выбран водный раствор бихромата калия, для которого скорость роста кристаллов не зависит от их размеров [3]. Охлаждение осуществляли путем регулирования по заданной программе температуры хладагента, подаваемого в кристаллизатор. Температура хладагента понижалась по линейному закону с различной для каждой серии опытов скоростью. Скорость охлаждения варьировалась в диапазоне от 0,5 до 5°С/ч. [c.82]

Термин габитус применяют для обозначения относительного развития граней кристалла. В настоящее время еще не найден закон, на основании которого можно было бы контролировать габитус кристалла. Это свойство в большой мере зависит от самого процесса образования и роста кристалла. Очень трудно получить совершенные кристаллы, у которых все грани одной и той же формы были бы одинаково развиты. Небольшие количества посторонних примесей в растворе часто полностью изменяют габитус выделяющихся кристаллов. Избирательная адсорбция красителей различными гранями кристалла также может сильно изменить его габитус. Все это так осложняет процесс кристаллизации, что предсказать заранее габитус кристалла крайне затруднительно. [c.589]

Для выяснения тонкой структуры рутениевых образцов (единичных кристаллов) готовили специальные образцы. Они представляли собой большое скопление агрегатов с единичными нитевидными кристаллами по краям (рис. 2, г). В результате наблюдения за переходными формами роста нитей установлены законы роста дендритов [7]. [c.160]

Правильность формы заключается в постоянстве углов между соответственными гранями. При росте кристалла грани перемещаются параллельно самим себе, независимо от скоростей роста, которые могут быть различными. Иллюстрацией закона постоянства углов может служить рис. 1, где приведены некоторые встречающиеся в природе формы кри -Сталлов кварца. [c.9]

На рис. 6,9 приведена зависимость толщины кристалла от времени, например, для льда. Примером такого закона роста кристаллов в макромолекулярных системах является кристаллизация расцлава в процессе литья под давлением, в котором кристаллизация протекает по [c.171]

Предположим, что действует закон Мак-Кейба [117] (скорость роста кристаллов не зависит от размеров) и среднее время пребывания в каждом кристаллизаторе одинаково и равно т=г4 /(5. Уравнение (1.529) можно записать для каждого кристаллизатора, с тем чтобы получить последовательность уравнений [116] [c.138]

Рассмотрим функцию распределения кристаллов по размерам в аппаратах типа MSMPR в случае зависимости скорости роста от размера. Для некоторых кристаллизирующихся систем закон МакКейба хорошо соответствует экспериментальным данным [70]. Для этих систем сопротивление диффузии, вероятно, меньше, чем сопротивление вследствие химической реакции, так что скорость объединения молекул растворенного вещества в кристаллическую решетку определяет общую скорость роста кристаллов. Однако во многих системах наблюдалось в действительности нарушение закона Мак-Кейба [123, 124]. Основываясь на работах [123, 124] предложено для скорости роста эмпирическое соотношение [125] ti = = /САс а. [c.143]

Подставляя это выражение в уравнение (2.82), можно получить закон изменения скорости создания пересыщения с течением времени, который необходимо соблюдать при периодической кристаллизации для обеспеченпя роста кристаллов в условиях постоянного пересыщения [c.170]

Различные грани кристалла растут с различной скоростью, что определяется ретикулярной плотностью, т. е. количеством атомов на единицу поверхности грани. При этом грани с малой ретикулярной плотностью растут быстрее, поскольку для их достроения требуется меньше вещества. Грани с высокой ретикулярной плотностью растут медленнее, вследствие чего наблюдается нзчезновение быстро растущих граней. Это обусловлено тем, что в процессе роста кристалл сохраняет равновесную форму, определяемую законом постоянства двугранных углов (рис. 30).- Грани аЬ и сс1, медленно растущие (ь ), вытесняют быстро растущую грань Ьс v2 , 1>2 > 1)- Таким образом, форма кристалла должна определяться наиболее медленно растущими гранями. [c.59]

Изучение действия добавок затрудняется использованием веществ, представляющих собой сложные смеси различных высокомолекулярных соединений. Наоборот, в случае применения одинаковых органических веществ меняются и условия и эффективность их действия при восстановлении или окислении различных ионов, участвующих в электродных реакциях. По закону Вульфа, на характер ограничения и, следовательно, на скорость роста кристаллов сильно влияют только те вещества, которые снижают поверхностное натяжение. В процессе восстановления ионов до металла сильно адсорбирующиеся вещества взаимодействуют с поверхностью свежеобра- [c.519]

Монокристаллы выращивают в автоклавах, в ниж. части к-рых размещают исходные некристаллич. или мелко-кристаллич. в-ва (шихту), в верхней — затравку, на к-рой происходит рост кристалла. Ниж. часть автоклава нагрета больше, чем верхняя, и поэтому по законам конвекции более концентриров. р-р поднимается вверх, где он становится пересыщенным и из него выделяются в-ва. Для регулирования потоков над шихтой размещают перегородку с рассчитанной площадью отверстий. Р-рителями могут слу- [c.133]

ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, переход в-ва из ионизиров. состояния в р-ре или расплаве в кристаллическое в результате электрохим. р-ции. Лежит в основе всех процессов электроосаждения металлов, а также формирования слоев оксидов и труднорастворимых соед. на аиоде (напр., при образовании электролитич. защитно-декоративных покрытий, в произ-ве хпм. источников тока). Отличается от обычной кристаллизации из пара или р-ра тем, что построе-ншо кристаллич. структуры предшествует перенос заряда с электрода на ион или оба этн акта протекают одновременно. Возникновение зародышей новой фазы при Э. требует определ. пересыщения, к-рое определяется перенапряжением на электроде. Чем выше перенапряжение, тем большее число зародышей возникает в единицу времени на данной площади. Зародыши разрастаются в результате послойного роста граней. Процесс может идти с образованием двумерных зародышей илн по закону слоисто-спирального роста на винтовых дислокациях (см. Рост кристаллов). В результате линейного роста кристаллов происходит их слияние с образованием сплошного слоя электролитич. покрытия. [c.698]

В двойниках по бразильскому закону [18) срастаются левый и правый индивиды кварца плоскостью срастания служат грани основного ромбоэдра двойниковой плоскостью является 1120 двойниковой оси нет, так как поворотом невозможно левый индивид совместить с правым. При травлении в НР выявляется картина Щ, отличающаяся от свойственной дофи-нейским двойникам. На поверхности излома кристаллов видны залеченные трещины и двойниковые швы — криволинейные в двойниках по дофинейскому закону и прямолинейные в бразильских двойниках. Кроме того, на изломах заметны дефекты роста кристаллов, известные под названием свили . Спайность в кристаллах кварца очень слабо проявляется по 1011 и ЮГО . [c.169]

Возникает естественно важный вопрос, почему нельзя вести наращивание алмазных порошков столь же высокими линейными скоростями. Одна из важнейших причин этого может быть разъяснена на основе теории роста кристаллов. Для появления каждого нового слоя атомов на грани алмаза большей частью нeoбxoди ra, чтобы сначала образовался двухмерный критический зародыш. Вероятность его образования за единицу времени пропорциональна площади, поэтому средний промежуток времени между образованием двух зародышей обратно пропорционален площади. Если за этот про.межу-ток времени вся грань успеет вымоститься монослоем атомов, то линейная скорость роста окажется равной частному от деления расстояния соседних атомных слоев на интервал времени между образованием двух критических зародышей. Если бы эта закономерность была безгранично применима, то линейная скорость роста, прямо пропорциональная площади граней, была бы пропорциональна квадрату линейных размеров кристалла. Однако этот закон справедлив с оговоркой. [c.98]

Здесь йх я йу — количество микро- и макрокомпонентов в элементарном слое кристаллов, а и Ь — их начальные количества в растворе, X — постоянная кристаллизации. При таком росте кристалл не однороден, а имеет слоистую ( луковичную ) структуру. Распределение микрокомпонента между всем кристаллом и раствором описывается логарифмическим законом распределения Дернера — Госкинса [c.5]

Вместе с тем экспериментальные данные показывают, что при изотермическом снятии пересыщения не всегда происходит равновесное распределение примеси [25, 26]. Иногда примесь гетерогенно распределяется в объеме твердой фазы и соосаждение описывается формулой Дернера — Госкинса [12]. В других случаях при росте кристаллов твердой фазы имеет место гомогенное распределение примеси [27]. Имре [28] указывает, что весьма быстрая гомогенизация кристаллов и подчинение закону Хлопина характерны для хорошо растворимых солей при интенсивном их перемеши-ваиии. Известны также случаи, где соосаждение не описывается ни формулой Хлопина, ни формулой Дернера — Госкинса [20, 29—30]. [c.7]

Так как в условиях массовой кристаллизации процессы зарождения и роста кристаллов протекают параллельно, то получаемая кристаллическая фаза обычно имеет полидисперсный состав, подчиняющийся различным законам распределения по размеру [2, 4, 9, И] нормальному, логарифмически-нормаль-ному, Розена — Рамлера и др. Для определения гранулометрического состава кристаллов применяют разнообразные методы анализа ситовой, микроскопический, светорассеивания, седиментационный, кондуктометрический и др. [2, 4, 7, 9]. Существуют приборы для автоматизированного определения дисперсного состава. Часто оперируют средним размером кристаллов (эквивалентный диаметр, средневзвешанный размер, средний объемноповерхностный диаметр и пр.). [c.43]

Дальнейший прогресс всей области вообще тесно связан с развитием наших знаний об отдельных элементарных стадиях и о молекулярных силах. От внимания читателя не скроется, что в гл. 2 книги многие вопросы остались нерешенными пли решенными лишь в самых общих чертах. В будущем при рассмотрении явления образования зародышей особое внимание должно быть обращено на проблему переноса энергии на первых шагах молекулярной агрегации. Наконец, следует отметить, что возмошпость практического применения устано .шепных закономерностей образования кристаллических зародышей и роста кристаллов зависит исключительно от состояния паших знаний о законах действия молекулярных сил. [c.197]

Ядра, образовавшиеся в пересыщенном растворе, растут, присоединяя к себе попавшие на их поверхность частицы, и в результате концентрация растворенного вещества вблизи поверхности падает. Таким образом, между процессами зародышеобразования и роста кристаллов существует некоторая конкуренция. Чем выше скорость образования зародышей, т. е. чем больше число зародышей образуется до того, как истощится раствор, тем меньше конечный размер кристаллов. На этом качественном наблюдении основано следующее эмпирическое выражение, известное как закон Веймарна [33] [c.305]

Гомогенные реакции в твердых веществах редко встречаются, химические изменения, в которых участвуют твердые вещества, происходят обычно на их поверхности, а также у центра зарождения новой фазы, где комбинируются химическое превращение и рост кристалла [247]. Единственная, еще нерассмотренная разновидность гомогенных систем в катализе, —это системы, компоненты которых находятся в жидком состоянии или в растворе (табл. 58 — 64). Предложено [421] классифицировать гомогенный катализ на непосредственный или химический и косвенный или катализ с участием среды. Участие катализатора в процессе не отображается стехиометрическим уравнением, и его влияние зависит от образования промежзт очных молекулярных комплексов, между тем как каталитически действующая среда влияет на скорость реакции, нарушая условия, от которых зависит данная реакция, такие, например, как образование комплексов или их диссоциация. Характер среды или растворителя, — это фактор, влияющий на условия каталитической реакции. Предполагают, что действие прямого катализатора подчиняется закону химического действия масс, так как он реагирует химически, влияние среды — непрямых катализаторов, которые практически могут принимать участие всей массой, интерпретируется иначе. По предположению Розанова, относительное изменение константы скорости реакции пропорционально изменению концентрации каталитически действующей среды. Розанов, обобгцая понятие влияния растворителя, выразил его математически уравнением [c.194]

В отсутствие внешних напряжений гибкоцепные полимеры, напротив, приобретают наиболее вероятную конформацию статистических клубков, размеры которых (при отсутствии молекулярной полидисперсности распределены по закону Максвелла). Это существенно, ибо распределение имеет хвост , соответствующий вытянутым сверх некоторого значения цепям. Если кристаллизация такого расплава возможна, она обычно приводит к росту кристаллов со сложенными цепями (КСЦ), гиббсова энергия которых, при прочих равных условиях выше, чем у КСЦ, что приводит к кристаллическому топоморфизму гибкоцепных полимеров. [c.5]

Перекристаллизация в твердом состоянии — изменение структуры вещества в результате полиморфного превращения. Происходит при пагреве или охлаждении в определенном интервале т-р (см. Поли.чорфизм). Обусловлена стремлением вещества перейти в состояние с миним. запасом свободной энергии. Зачастую представляет собой диффузиоппый процесс, сопровождающийся значительными по величине атомными перемещениями и изменением хим. состава фаз. Исключение составляют мартенситные превращения в некоторых металлах и сплавах, где П. в т. с. протекает боздиффузионно. В соответствии с общими законами фазовых превращений П. в т. с. происходит путем образования центров (зародышей) кристаллизации и роста кристаллов новой фазы. Важное значение при этом имеет принцип ориентационного и размерного соответствия. Согласно этому принципу, образование центров новой фазы и их рост происходят таким образом, что кристаллические решетки исходной и повой фаз сопрягаются теми атомными плоскостями, где различия в расположении ато- [c.156]

Законы соосаждения радиоактивных элементов с кристаллическими осадками используются для расчета количества соосажденно-го вещества, расчета необходимого числа кристаллизацией при дробной кристаллизации, изучения захвата микропримесей, изучения процесса образования и роста кристаллов, определения природы радиоэлемента. Если экспериментально доказано постоянство величины О в данной системе, то можно предположить, что соединения микро- и макрокомпонентов изоморфны, т. е. что они являются химическими аналогами. Но поскольку в случаях адсорбционного поглощения микрокомпонента осадками величина О также будет сохраняться постоянной, то следует провести соответствующие 144 [c.144]