Образование зародышей иа границах раздела фаз

С последующим резким изменением значения того параметра, влияние которого на скорость исследуется (в приведенном примере— температура). Если выбрать значение а = 0,2—0,3, при котором изменяется реакционный параметр, то можно полагать, что почти все неактивированные центры будут поглощены за счет бокового роста зародышей, а сами зародыши, сливаясь друг с другом, приведут к образованию общей границы раздела между твердыми реагентом и продуктом реакции. Тогда влияние процессов зародышеобразования удается исключить, и любые изменения полной скорости реакции оказываются обусловленными практически только ростом зародышей. [c.171]

Из соотношения (V. 3) вытекает, что каждому переохлаждению отвечает критический размер сферического зародыша кристаллизации г (рис. Vni.2,а), ниже которого доминирует первый член (энергетические затраты на образование межфазной границы раздела расплав — кристалл) и поэтому зародыш нестабилен (AG > 0), тогда как по мере уменьшения отношения поверхности к объему при г > г зародыш становится стабильным (AG < 0) из-за возрастания вклада второго члена. [c.202]

Высокое содержание в кристаллических полимерах аморфной части объясняется наличием, гибких проходных цепей и свободных кондов макромолекул в междоменных областях. Кристаллизация в полимерах происходит в два этапа образование зародыщей кристаллизации в аморфной части и рост кристаллов. Образующиеся зародыши кристаллизации устойчивы, если уменьшение свободной энергии при их возникновении больше, чем ее возрастание за счет образования новой границы раздела между кристаллической и аморфной фазами. Рост кристаллов заключается в переносе аморфного материала к границе зародыша и образовании вторичных зародышей кристаллизации. Иногда зародышами кристаллизации служат примеси, в этом случае говорят о гетерогенном зародышеобразовании в отличие от гомогенного, протекающего одновременно с ростом кристаллов. [c.43]

Во всех этих случаях переход от одной гомогенной фазы к другой протекает через промежуточное состояние, отвечающее микрогетерогенной системе, в которой зародыши новой фазы распределены внутри исходной фазы. Это промежуточное состояние вследствие множества границ раздела обладает повышенным запасом энергии, и ее создание требует энергии активации, определяемой энергией образования трехмерных зародышей. [c.329]

Для расчета работы образования паровой фазы в многокомпонентной системе при постоянстве давления и температуры необходимо значение термодинамического потенциала Гиббса для исходного и конечного состояний системы. При этом следует учитывать, что на работу по образованию зародыша паровой фазы из метастабиль-ной жидкой фазы оказывают влияние сорбционно-десорбционные процессы на границе раздела фаз, приводящие к изменению поверхностного натяжения, а также изменение химического потенциала взаимодействующих компонентов системы в процессе образования зародыша. [c.110]

Скорость роста кристалла будет определяться следующими факторами 1) скоростью образования зародышей кристаллизации и 2) скоростью отвода тепла от фронта кристаллизации так, чтобы температура в нем не превышала температуры плавления растущего центра кристаллизации. Практически в любом расплаве присутствуют примеси, которые влияют на скорость роста и чистоту кристалла. Реальные процессы кристаллизации всегда связаны с относительно большими скоростями роста так, что равновесие между расплавом и растущим кристаллом не успевает устанавливаться, т. е. оттесняемая от фронта кристаллизации в расплав примесь (при < 1) не успевает равномерно распределяться по всему объему жидкости, и концентрация примеси у границы раздела возрастает (рис. 47). Таким образом, кристалл растет из слоя расплава, обогащенного примесью, причем это обогаще- [c.84]

Образование переохлажденных систем, находящихся в метаста-бильном состоянии, наблюдается в процессах кристаллизации расплавов солей и металлов. Зарождение новой фазы — кристалл или пузырек газа в жидкой фазе — всегда требует специальных условий энергия активации, нарушение структуры непрерывной фазы, критические размеры зародыша и т. д. Наличие границ раздела достаточной кривизны облегчает начало зарождения новой фазы. [c.183]

Существенное влияние на скорость образования зародышей новой фазы оказывают твердые включения благодаря наличию самой их поверхности (пристеночный эффект), неоднородности (шероховатости) поверхности, сложности формы и широкому спектру размеров и радиусов кривизны границ раздела раствора с включениями. [c.186]

В ряде случаев скорость поверхностных реакций определяется специфическими явлениями, связанными с образованием новой фазы, такими как скорость образования зародышей новой фазы (скорость нуклеации). Гетерогенные и гетерогенно-каталитические реакции, то есть реакции, происходящие на границе раздела фаз, рассмотрены в 20.4. [c.57]

Малому начальному значению межфазного натяжения на границе раздела двух фаз, образующихся из метастабильных растворов полимеров, соответствуют малые значения работы образования зародышей новой фазы в таких растворах в отличие от процессов кристаллизации низкомолекулярных веществ, скорость образования новой фазы из растворов полимеров определяется не скоростью образования зародышей, а скоростью диффузионных процессов, развивающихся в растворах полимеров достаточно медленно. [c.93]

В пересыщенных растворах, область существования которых ограничивается кривой растворимости вещества при разных температурах, в результате флуктуаций возникают отдельные мельчайшие образования, которые могут служить зародышами. Однако для возникновения устойчивого зародыша, способного явиться центром конденсации для выделяющегося из раствора вещества, необходимо, чтобы эти кристаллического вида образования достигли определенного критического размера, зависящего от пересыщения. Это обусловлено тем, что для создания границы раздела между фазами необходимы энергетические затра- [c.131]

Почти каждое происходящее в природе или лаборатории образование новых — жидких или газообразных — фаз при малых или умеренных отклонениях от равновесия происходит на границах раздела, и всегда следует принимать специальные меры предосторожности, чтобы предотвратить эти явления и обеспечить возможность наблюдения процесса гомогенного образования зародышей. [c.103]

Е. Образование зародышей на границах раздела фаз [c.175]

Эта модель двух последовательных этапов восстановления хорошо установлена экспериментально, например для окиси меди(II) [14] и окиси никеля(II) [15, 16]. Первый этап, ведущий к образованию металлического зародыша, протекает медленно и является своего рода индукционным периодом скорость последующего превращения относительно велика, она увеличивается с ростом протяженности границы раздела металл—окисел. Из рассмотренной модели следует, что, если зародыш металла создавать другим способом, индукционный период можно устранить для окислов никеля(II) [15] и меди(II) [14] это [c.177]

При образовании зародыша свободная энергия АР,- изменяется в зависимости от общего числа молекул в нем п и достигает максимума, соответствующего критическому размеру зародыша Пкр. При величина АРс больше нуля и зародыши еще довольно неустойчивы, но вероятность их роста выше вероятности исчезновения. С увеличением размера зародыша ЛРс переходит в область отрицательных значений, т. е свободная энергия системы уменьшается. Таким образом, зародыш стзею-вигся устойчивым, еслн уменьшение свободной энергии при его образовании больше, чем рост поверхностной энергии при образовании новой границы раздела между кристаллической и жидкой фазами. [c.268]

Сравнительно недавно возможность спонтанной кристаллизации отрицалась вообще. Основным доводом, на который опиралось это отрицание, была принципиальная возможность получить абсолютно чистые растворы [23]. Любой раствор, будь он пересыщен или нет, содержит определенное количество растворимых и нерастворимых примесей, которые оказывают влияние на кинетику фазового превращения. Нерастворимые примеси могут стать центрами кристаллизации и тем самым, как предполагалось, исключить спонтанное образование зародышей. Дальнейшие исследования над пересыщенными растворами [24—28] показали, однако, что возникновение частиц новой фазы может происходить как самопроизвольно, так и на уже готовой твердой поверхности. Но роли посторонней поверхности в процессе образования кристаллов придается очень большое значение. Согласно Фольмеру [4] и Френкелю [2], образование зародышей на готовой поверхности происходит легче, чем в объеме раствора, потому что работа их образования на границе раздела фаз меньше работы, требующейся для возникновения зародыша в объеме раствора. Данное по,тюжение может быть выражено уравнением [c.12]

V—L — конденсация, для которых характерны явления метастабильности. Во всех этих переходах образование новой фазы происходит через возникновение ее трехмерных зародышей и неизбежно связано с увеличением границы раздела, а следовательно, и с возрастанием энергии системы. Трехмерным зародышем называется микрообразование новой фазы с размерами, обеспечивающими установление равновесия между ним и окружающей средой, т. е. старой фазой, внутри которой оно возникает. При переходах Si->S2, L S и V->S трехмерный зародыш — это зародыш твердой фазы, возникший в результате соответствующих превращений прежней твердой Si (рекристаллизация, появление нового твердого химического вещества), жидкой L (кристаллизация, выпадение осадка) или газообразной V (десублимация) фаз. При переходах L- V и V- -l. это зародыши пара — пузырьки (кипение) или зародыши >кидкости — капли (конденсация). [c.329]

При попытке согласовать различные частично неудовлетворительные критерии начала роста трещины серебра с экспериментальными данными Аргон [165—167] и Кауш [11] предложили модели процесса возникновения трещины серебра, которые учитывают молекулярную структуру, жесткость цепей, конформационные изменения и межмолекулярное взаимодействие. Критерий перехода от области А к области В, предложенный Аргоном, основан на разрыве вогнутых границ раздела воздух— полимер (табл. 9.4). Кауш описал механизм образования зародыша трещины серебра, включающий три стадии [c.377]

Как известно, из общих принципов статистической механики, даже в термодинамически устойчивых системах происходят флуктуации плотности, под которыми понимают локальные отклонения ее от нормального состояния. Гомофазные флуктуации плотности находятся в пределах, совместимых с сохранением данного агрегатного состояния системы. Гетерофазные флуктуации плотности соответствуют образованию какой-либо другой фазы рассматриваемого вещества и выходят за пределы, совместимые с исходным агрегатным состоянием. Пока основная фаза остается термодинамически устойчивой, зародыши новой фазы, гомофазные флуктуации, возникают и гибнут, достигая незначительных размеров и не проявляя тенденции к росту. Флукгу-ации не имеют границы раздела с окружающей их средой, и могут вызываться, например, тепловым движением молекул. [c.45]

Здесь Ев — свободная энергия активации перехода кристаллизующихся единиц через границу раздела расплав — зародыш, которая соответствует свободной энергии активации вязкого течения = = П кТ1п VL п — ч спо сегментов в единичном объеме расплава. Учитывая, что АР обратно пропорционально Т и—Ту, находим, что скорость зародышеобразования равна нулю при абсолютном нуле и при 7пл и достигает максимума при какой-то промежуточной температуре. Возникшие зародыши критических размеров начинают расти, поскольку их рост сопровождается уменьшением свободной энергии. В полимерах рост зародышей приводит обычно к образованию сферолитов. [c.55]

Распад, при котором необходимо предварительное образование устойчивых зародышей определенного размера, называют нуклеа-ционным, а ликвацию, протекающую по этому механизму, бино-дальной (области составов между кривыми 1 и 2 на рис. 21). Обычно в области бинодальной ликвации образуется капельная структура с четко оформленными границами раздела (рис. 22), а [c.65]

Среди гетерогенных процессов принято отдельно рассматривать топохимические (от греч. topos — место) реакции, характеризующиеся тем, что в них процесс происходит на границе раздела между исходным и полученным твердыми телами. К ним относится переход аквакомплексов в обезвоженное состояние, металлов в оксиды, термическое разложение веществ, обжиг, хлорирование руд, фотографический процесс, приготовление катализаторов. Вначале топохимические процессы связаны с образованием зародышей новой фазы и последующим ростом их поверхности не исключено и их каталитическое действие на процесс (автокатализ). Значительное влияние на скорость этих реакций помимо температуры и концентрации могут оказать и дефекты в кристаллической решетке. [c.154]

При этом наряду с ростом зародышей СаО происходит также и их дальнейшее образование. Хотя оно и осуществляется вблизи фронта реакции, но преимущественно в тех местах, которые несколько удалены от границ раздела кристаллико,в СаО и исходной массы карбоната. Благодаря замедленной диффузии ионы Са + и 0 не успевают достичь Этих границ и в отдельных микрообъемах создается перенасыщение, необходимое для появления новых зародышей СаО. Кроме того, с увеличением размеров зародыша уменьшаются отклонения его решетки от нормальной и рост его замедляется. Это также приводит к соизмеримости [c.209]

В реальных вяжущих системах процесс образования зародышей кристаллизации происходит на границах раздела фаз (поверхности исходных минералов, гидратов), поэтому значения удельной межфазной энергии уменьшаются, а скорость образования и рост зародышей кристаллизации возрастает. Уменьшение удельной межфазной энергии максимально, если поверхность границ фаз велика и энергетически ненасыщена, а создающий эти границы материал по своим кристаллохимическим характеристикам изоморфен выделяющейся фазе. В предельном случае, когда а=0, образование трехмерного зародыша новой фазы практически исключается, так как энергетически более выгодным становится рост кристаллов путем присоединения к готовым центрам кристаллизации плоских двухмерных зародышей, приводящий к срастанию отдельных кристаллов в прочный кристаллический сросток. [c.355]

Первый член уравнения (IX.1) представляет собой полную поверхностную свободную энергию и пропорционален поверхности зародыша (4пг ). Второй член — объемная свободная энергия новой фазы — пропорционален объему зародыша. Очевидно, с ростом размера зародыша объемная свободная энергия изменяется быстрее, чем поверхностная (первая — пропорционально кубу радиуса, вторая — квадрату). При некотором критическом размере зародыша его объемная и поверхностная свободные энергии равны друг другу и в этом состоянии система будет находиться в неустойчивом равновесии. При малейшем увеличении размера зародыша сверх критического самопроизвольно протекает процесс кристаллизации, поскольку обшее изменение свободной энергии становится отрицательным (так как злГкр AGv >4лГкр AGs], то AG<0). При г<гкр зародыш неустойчив и самопроизвольно растворяется в жидкости (AG>0). Для осуш,ествления процесса кристаллизации с заметной скоростью необходимо обязательно переохладить расплав, чтобы скомпенсировать затрату энергии на возникновение фазовой границы раздела. При охлаждении расплава только до равновесной температуры кристаллизации образование кристаллов будет происходить с бесконечно малой скоростью. [c.305]

Скорость роста в этом случае определяется вероятностью образования зародыша и незначительна, пока пересыщение а = Р—Ро) Ро (где Р—действительное, а Ро — равновесное давление пара) не достигает десятков процентов. В этих условиях рост слоя после его зарождения будет происходить исключительно быстро и не будет лимитировать скорость роста кристалла. Тем не менее рост большинства реальных кристаллов наблюдается при очень малых пересыщениях. Это значит, что граница раздела (подложка) атомнощеро-ховата, она имеет готовые активные центры кристаллизации. [c.480]

Из анализа формул (46) и (48) видно, что значительный вклад в работу образования зародыша вносит межфазная энергия aid на границе раздела кристалл — раствор. Проведенные расчеты показывают, что для случая гомогенного зарождения при повышении равновесного давления Ре на Ар = 0,1 ГПа н а 1 Дж/м значение Еа имеет величину порядка Ю- Дж. Из этого следует, что вероятность флуктативного зарождения алмаза представляется ничтожно малой величиной, что, однако, противоречит экспериментальным результатам. [c.346]

Интересным методом регулирования структуры является метод введения в расплав полимера искусственных зародышей, которые становятся центрами кристаллизации. Ими могут быть разли шые органические вещества, нерастворимые в полимере, плавящиеся при более высоких температурах, чем сам полимер, и химически ие взаимодействующие с ним, например иидиго. ализарин и т. д. При Этом можно получить разнообразные надмолекулярные структуры одного и того же полимера, так как они зависят от формы введенных кристалликоп. Так, введение 1% тоикодисперсного индиго в расплав полипропилена при экструзии приводит к образованию пленок с однородной мелкосферолитной структурой. Пленки, полученные при тех же условиях в отсутствие искусственных зародышей, состоят из крупных сферолитов с четкими границами раздела. Первые обладают вынужденной эластичностью, вторые разрушаются Хрупко. Аналогичные данные получены для изотактиче-ского полистирола н гуттаперчи. [c.239]

Данные о морфологии быстрокристаллизующегося полихлоропрена показали, что на границе раздела с наполнителем происходит ориентация кристаллических образований, возникновение которых обусловлено высокой плотностью зародышей кристаллизации и возможностью роста кристаллических структур только в направлении, перпендикулярном поверхности раздела. При этом наполнитель оказывает на кристаллизацию действие, аналогичное созданию дополнительного напряжения, в поле которого протекает кристаллизация [137]. [c.71]

ОНГ, и соответствующее число электронов захватывается центрами на поверхности или вблизи нее. Взаимодействие идет дальше, если температура достаточно высока для образования воды из ОН-групп и ее десорбции. Электроны сразу или в дальнейшем переходят на катионы, и восстановленные атомы образуют зародыши металлической фазы. Характер начального этапа восстановления зависит от дефектной структуры окисла, так как последняя определяет процесс хемосорбции водорода. Однако, если металл сам способен хемосорбировать водород, как только образовался металлический зародыш, может наступить второй этап восстановления. Водород при этом хемосор-бируется на металле диссоциативно и, мигрируя по его поверхности к границе раздела металл — окисел, вызывает реакцию вблизи границы раздела такой водород взаимодействует с окислами легче, чем молекулярный водород. [c.177]

Смотреть страницы где упоминается термин Образование зародышей иа границах раздела фаз: [c.30] [c.387] [c.50] [c.113] [c.146] [c.315] [c.155] [c.329] [c.146] [c.315] [c.280] [c.212] [c.146] [c.315] [c.239] [c.353] [c.66] [c.84] [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология