Закономерности образования зародышей

Процесс образования капель тумана в рассматриваемом случае зависит от многих факторов, которые определяют численную концентрацию тумана и его дисперсность. Образование зародышей (а затем и капель) начинается в точке пересечения кривых / и <3 при /г 0,6 (рис. 4.3). Скорость этого процесса (определяемая значением 5) вначале возрастает, достигает максимального значения, а затем резко снижается вследствие снижения 5 главным образом в результате конденсации пара на поверхности капель (радиус зародышей очень мал и составляет 10 см, поэтому снижение давления пара за счет их образования незначительно). Образующиеся капли движутся под действием сил термо- и диффузиофореза к поверхности, имеющей более низкую температуру, и осаждаются на ней. Капли во время движения увеличиваются в результате конденсационного роста и коагуляции. При этом все показатели, входящие в уравнения (1.46) и (1.55) и влияющие на скорость образования зародышей и их конденсационный рост [5, N. ф, Т, Р—Рг Тг) и др.], изменяются во времени, что затрудняет установление общей закономерности [c.130]

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ЗАРОДЫШЕЙ [c.249]

Пленка образующегося соединения будет сплошной, без пор и трещин, если молекулярный объем соединения больше или равен молекулярному объему элемента М. После образования сплошного слоя соединения (которое соответствует общим закономерностям образования зародышей новой фазы на посторонней анизотропной подложке) дальнейшее протекание реакции должно быть связано с диффузией реагентов через кристаллическую решетку соединения. [c.378]

Скорость образования зародышей может быть увеличена путем повышения температуры, перемешивания раствора, внешних механических воздействий (встряхивание, удары, трение и др.). Большое влияние на процесс образования зародышей могут также оказывать шероховатость стенок кристаллизатора, материал мешалки, присутствие в растворе твердых тел с большой поверхностью (ленты, нити и др.) Закономерности процесса образования зародышей при промышленной кристаллизации устанавливают по практическим данным. [c.635]

Закономерности образования новых фаз. В ряде случаев в гетерогенных процессах образуются новые конденсированные фазы При этом новая фаза сначала появляется в виде небольших кристалли ков или капелек ( зародышей ), которые обладают избыточным запа сом энергии и поэтому в дальнейшем самопроизвольно объединяются [c.263]

Возможность зарождения двумерного зародыша, состоящего из одного слоя атомов, на чужеродной подложке невелика. Это может быть либо на активной сильно взаимодействующей подложке либо при очень больших пересыщениях, т. е. когда диаметр критического зародыша не превышает нескольких атомных размеров. В том случае, когда подложка идеальная (плоская, однородная и изотропная), образование зародышей равновероятно в любой ее точке. Но в большинстве случаев она неоднородна геометрически (ступени, углы, изломы, выходы дислокаций и т. п.), химически (различный состав ионов, адсорбция примесей) и электрически. Все это усложняет процесс гетерогенного зарождения кристаллика и затрудняет выяснение его закономерностей. [c.238]

II. может быть вызвана сразу неск. стадиями процесса (смешанная П.). Различение составляющих, обусловленных отдельными стадиями, возможно только при малых значениях П. Идентификация вида П. требует исследования влияния на протекание электродного процесса разл. факторов энергичного перемешивания электролита, что выявляет кинетич. закономерности стадии разряда-ионизации, состава р-ра, зависимости между П. и г и др. Иногда вместо термина поляризация используют термин перенапряжение с указанием причины, вызывающей его возникновение (диффузионное перенапряжение, электрохим., хим. образование зародышей и т. п.). [c.66]

Если несколько частиц адсорбируется в соседних позициях, то образованный ими островок может оказаться стабильным и дать начало новому слою. Эти островки называются двумерными зародышами. Закономерности образования двумерных и трехмерных зародышей в объеме раствора ( 1.4) аналогичны. [c.36]

Перенесение теоретических представлений на другие случаи образования новой фазы сулит много интересного, однако не содержит никаких принципиальных трудностей. Представляется, что законы образования зародышей могут быть строго выведены из общей кинетической теории без внесения каких-либо гипотетических моментов. Таким образом обеспечивается надежная позиция для обсуждения отдельных экспериментальных данных, сомнительных в тех или иных отношениях. Установленные В. Оствальдом правила получают свою закономерную трактовку, из которой однозначно вытекают границы их применимости. Кроме того, из этих правил вытекают руководящие указания для постановки количественных экспериментальных исследований в частности, будут восполнены пробелы в наших знаниях относительно элементарных процессов роста, что, надо надеяться, приведет к оживлению экспериментальных исследований в этой области, находящейся в настоящее время в состоянии временного застоя. [c.31]

В процессе кристаллизации из расплава могут возникать метастабильные модификации, а при кристаллизации из многокомпонентных систем — соединения, не кристаллизующиеся в условиях, близких к равновесию [115, 1161. Причина возникновения метастабильных фаз заключается в большей термодинамической устойчивости зародышей кристаллов метастабильных модификаций по сравнению с макроскопическими объемами этих фаз [114—118], а также кинетическими закономерностями нестационарной нуклеации [114], Рассмотрим, например, энергетику образования зародышей стабильной и метастабильной фаз из расплава. Индексом 1 обозначим величины, относящиеся к стабильной фазе, индексом 2 — к метастабильной. Тогда отношение работы образования критических зародышей обеих фаз в соответствии с уравнением (4) записывается в следующем виде [c.23]

Вероятность образования новых зародышей зависит от того, насколько прикатодный слой раствора насыщен ионами и насколько электрод насыщен электронами. Накопление электронов эквивалентно перенапряжению — чем оно больше, тем больше может образоваться новых зародышей кристаллов. По Фольмеру малый кристалл обладает большей свободной энергией и потому для его образования требуется затратить дополнительную энергию, т. е. добавочную катодную поляризацию — перенапряжение. Фишер показал, что работа, затрачиваемая на образование зародышей, часто обратно пропорциональна квадрату катодной поляризации однако от этой закономерности известны многочисленные отклонения, зависящие от наличия или отсутствия в электролите поверхностно-активных веществ, от влияния структуры исходного катода и т. д. [c.155]

Совершенно аналогично закономерностям образования собственных зародышей в растворах число сохраняющихся целыми зародышей пои кристаллизации расплавов зависит от температуры и времени [c.85]

Для решения практических задач представляет значительный интерес определить границы применимости приведенных здесь закономерностей. В частности, важно знать, до каких пределов увеличение числа ароматических колец в молекуле сырья все еще приводит к увеличению дисперсности сажи. Из корреляционной зависимости от находим, что при Е = 100 -г--т- 120 кДж/моль Ка = 8 -г- 10. Эти значения соответствуют условию, когда энергия активации образования зародышей равна [c.78]

Процессы, протекающие в пограничном слое, изучены недостаточно полно, поэтому не представляется возможным установить закономерности в отношении величины возникающего пересыщения пара по толщине пограничного слоя и условий образования зародышей новой фазы. Вместе с тем приведенная ниже качественная оценка явлений, протекающих в пограничном слое, позволяет сделать ряд важных практических выводов. [c.154]

На процесс полимеризации в твердой фазе влияют также общие закономерности химических превращений в твердой фазе, а именно процессы образования зародышей новой фазы, дефектов, поверхности раздела фазы и т. п. [195]. Проблема полимеризации в твердой фазе рассматривается в статьях [151, 195, 196]. [c.334]

Следовательно, теория образования зародышей и их распространения преимущественно по поверхности и дислокационной сетке кристалла не может объяснить некоторые наблюдаемые закономерности химических реакций с участием твердых тел. [c.47]

При современном уровне знаний невозможно выразить общие закономерности кинетики образования кристаллических зародышей с точным определением порядка реакции. В соответствии с литературными данными, образование зародышей можно описать кинетическим уравнением первого [78], третьего [80] или даже седьмого [4, 81] порядка. Некоторые авторы приводят и более сложные [c.43]

Если величины в правой части уравнения хотя бы в первом приближении не зависят от концентрации, то образование зародышей в присутствии твердой фазы будет подчиняться тем же закономерностям, что и в чистом растворе. Это было экспериментально показано на примере сульфата аммония и особенно карбамида [4, 81], для которых порядок реакции и энергия активации гетерогенного образования зародышей оказались такими же, как и при гомогенном образовании. [c.46]

На основании анализа известного экспериментального материала рас-, смотрены наиболее общие закономерности образования мелкодисперсных электролитических осадков металлов. Определяющим фактором в процессе отложения на катоде мелкодисперсных осадков металлов является соотношение начального перенапряжения, и перенапряжения кристаллизации и разряда. При локальном перенапряжении, значительно превышающем необходимое перенапряжение кристаллизации и разряда ионов на одноименной основе, происходит мгновенное (лавинное) образование объемного зародыша с последующим резким понижением в прилегающей зоне концентрации кристаллизующихся ионов металла и прекращением роста возникшего зародыша. Периодическое повторение этих явлений в указанной последовательности обуславливает непрерывное зарождение новых кристалликов в процессе образования катодного осадка. [c.162]

Найденным закономерностям, по-видимому, можно дать следующую молекулярную интерпретацию. Флуктуации плотности в переохлажденных расплавах полимеров будут замораживаться при температуре, при которой выигрыш объемной свободной энергии системы за счет образования зародышей кристаллизации превысит энергетические потери на формирование границы раздела расплав—кристалл. Последующий процесс осаждения сегментов роста на растущую грань зародыша будет протекать быстрее в полимерах первой группы, обладающих высокими значениями доли свободного объема Va-—VK)jva, в то время как аналогичный процесс в полимерах второй группы должен развиваться значительно медленнее. Изложенные представления находятся в полном качественном согласии с механизмом переноса в расплавах полимеров, обсуждающимся в [143]. [c.61]

Растворение твердого вещества в растворителе и кристаллизация твердой фазы из раствора являются одними из основных операций препаратив- ой химии, необходимых как в начальных, так и в заключительных стадиях химического синтеза. Особым случаем является разрушение и образование ионного соединения в присутствии полярного растворителя (разд. 33.3). Растворение и кристаллизация твердого вещества в соответствующем растворителе также можно рассматривать как химическую реакцию с переносом вещества. Этим методом можно добиться очистки твердого вещества, а также получать монокристаллы. Процессы образования зародыша, а также особенности его роста рассматриваются в разд. 38.3.4.2. Знание закономерностей процессов кристаллизации позволяет проводить направленную кристал--лизацию. Кинетика растворения металлов рассмотрена в гл. 14. [c.436]

Расчеты, проведенные А. Ф. Полаком, показали, что в основе процессов кристаллизации лежит образование зародышей-контак-тов в узком зазоре между сближенными кристалликами. Представления о сущности элементарных актов при кристаллизационном структурообразовании были развиты Е. Д. Щукиным и его сотрудниками, которые экспериментально установили закономерности формирования кристаллизационных контактов и прямыми опытами доказали определяющую роль в этих процессах зародышей-контактов, выделяюгцихся из пересыщенных растворов. [c.43]

II рода за счет закономерного изменения в целое число раз параметров решетки этих промежуточных фаз. Ясно, что различия в статистических и динамических методах нагрузки при твердотельных фазовых переходах сводятся к различиям в относительных скоростях образования зародышей и релаксации упругих напряжений, а также к различиям в механизмах сохранения, движения и распада межфазных границ. Хотя сделать детальный расчет упругих полей в настоящее время невозможно, однако можно рассмотреть этот механизм в следующем порядке. В данном случае упругая энергия на единицу объема зародыша равна приблизительно A(Jдeф G(u°ih) + (v(u°ii) , где коэффициенты и°ц (1фк) характеризуют сдвиговые явления, т. е. изменение углов между соответствующими кристаллографическими плоскостями, u°ih характеризует относительное изменение объема, а G vi Kv — модули сдвига и объемного сжатия (для графита и алмаза модули сдвига равны 480 и 440 ГПа, а модули объемного сжатия —440 и 34ГПа, соответственно). При расчетах нижней границы превращения графита в алмаз использовалась как близость обеих модулей сдвига, так и незначительная величина объемного модуля графита, т. е. данными слагаемыми в определенных случаях можно пренебречь, тогда как для обратного превращения ситуация иная, что н обуславливает монотропность превращения. Как показывают расчеты [25], для простейших структур (в том числе и для рассматриваемого типа) коэффициенты с точностью до членов второго порядка малости пропорциональны относительному изме- [c.308]

Образование зародышей - сложный многогранный процесс. По всей вероятности, зарождение пузырьков пара при кипении происходит как по гомогенному, так и по гетерогенно1лу механизму. Б результате рассмотрения общих термодинамических закономерностей гомогенного зародашеобразования (по Гиббсу-Фольмеру) в [15] получена зависимость радиуса критического зародыша новой <5азы от величины - А JJ-- / JJк - J y > О, [c.5]

В то же время скорость образования кристаллической фазы из растворов с малым пересыщением очень ала. Для спонтанного образования зародышей новой (кристалллической) фазы необходимо флуктуационное очетание группы сегментов нескольких полимерных макромолекул, причем не только сочетание в строгом геометрическом порядке, но и такое количественное сочетание, при котором превышается критическая величина зародыша. Короче говоря, здесь сохраняются все закономерности зародышеобразования, характерные для низкомолекулярных систем, с тем лишь усложняющим отличием, что из-за малой подвижности макромолекул вероятность возникновения центра кристаллизации значительно уменьшается и для выделения кристаллической фазы необходимо очень продолжительное время или зна-qитeльнoe пересыщение раствора, повышающее вероят-лость флуктуационного образования зародышей. Другим Ограничением кристаллизации может быть достижение -гаких концентраций полимера, при которых вязкость системы становится очень большой, подвижность макро--молекул резко снижается (при стекловании практически ксчезает) и кристаллизация оказывается невозможной.. Эти крайние случаи следует рассмотреть подробнее, в частности ири разборе фазовых превращений в студнях. [c.68]

В противоположность этому, И. И. Страпский и Д. Тотома-нов [126] показали, что никакого особого закона природы здесь пет. Убедительный ответ на поставленный вопрос о виде возникающей фазы дают формулы скорости образования зародышей. Практически для его решения достаточно лишь знания величип работы образования зародышей, которыми главным образом и определяется частота их образования. Речь здесь шла о частном проявлении общей закономерности, охватывающей все случаи применения указанного правила. Заключается эта общая закономерность в том, что скорость процесса и тем самым его преимущества определяются не наибольшим значением сродства реакции, а наименьшим значением ее энергии активации. Вследствие того, что инициирование новой фазы связано с зародышами, возникающими в условиях не слишком далеких от равновесия, то чаще всего возникает единственная фаза, обладающая преимуществами в отношении скорости ее образования. [c.186]

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]

Весьма обстоятельное исследование процессов образования зародышей и роста частиц коллоидного золота провели Туркевич, Стивенсон и Хиллье [14, 15]. Опираясь в основном на электронно-микроскопическую методику, авторы также широко применяли классические физические и химические методы и в результате им удалось установить некоторые закономерности фундаментального характера. [c.133]

Тамман [31] подробно исследовал процесс образования зародышей в расплавах и установил основные закономерности этого процесса. Позднее его выводы подверглись серьезной критике со стороны других авторов, поскольку оставалось неясным, является ли процесс образования зародышей гомогенным или протекает на случайных посторонних центрах. Влияние, оказываемое посторонними центрами, можно свести к минимуму путем разделения расплава на большое число очень маленьких капелек. Если число капелек намного превышает число посторонних центров, то лишь небольшой процент капелек содержит эти центры и они не окажут влияния на образование зародышей в остальных капельках. Менденхолл и Ингерсолл [32] нашли, что отдельные капельки металла диаметром 50— 100 микрон можно переохладить более чем на 100°, в то время как большие объемы металла трудно переохладить более чем на несколько градусов. Воннегат [33] диспергировал в масле капельки олова, покрытые окислом, и нашел, что скорость их затвердевания, измеренная с помощью дилатометра, была ничтожна, пока переохлаждение не достигало по крайней мере 105° С. [c.227]

Из приведенных зависимостей видно, что оба выражения имеют максимум при определенном значении Т, Поскольку в выражение (14.1.1.6) АТ входит в степени 2, то максимум для должен быть сдвинут в область более низких температур. Для специально поставленных опытов закономерности процесса кристаллизации, предсказываемые теорией, подтверждаются на трифе-нилхлорсилане (см. рис. 14.1.1.4). К сожалению, для большинства веществ расчет V, и Vg дает только качественное согласие с экспериментом, что связано с неопределенностью значений коэффициентов и энергий акгивации, входящих в выражения (14.1.1.6) и (14.1.1.7). В действительности характер поведения многих веществ на стадии кристаллизации очень различается. Большое влияние на образование зародышей и рост кристаллов оказывают примеси. Присутствие механических примесей в виде мельчайших (микронных или субмикронных) взвешенных частиц в расплаве может сдвинуть процесс кристаллообразования в сторону меньшего переохлаждения. Последнее объясняется в [78] тем, что работа образования зародышей на готовой поверхности раздела меньше, чем работа образования в гомогенном объеме расплава. В то же время механизм образования зародышей в присутствии растворимых примесей совершенно иной. Растворенные примеси препятствуют возникновению зародышей, поскольку основное вещество в данном случае стремится оттеснить молекулы примеси и на границе зародыша их концентрация возрастает, что и требует уже большей величины переохлаждения. Различное влияние примесь оказывает и на скорость роста кристаллов. Присутствие примеси в расплаве, как правило, приводит к снижению скорости роста за счет возникновения дополнительного препятствия [81, 82]. Иногда она оказывает катализирующее действие [83] за счет дополнительного увеличения удельной поверхности растущего кристалла или за счет возникновения концентращюнного переохлаждения вблизи его поверхности. [c.304]

В последнее время предложены кинетические схемы реакции полимеризации, основанные на предположении о том, что определяющей стадией реакции является адсорбция мономера [367] и что она дополнительно лимитируется диффузией мономера [79]. Эти схемы способны объяснить наблюдаемые кинетические закономерности реакции. Впоследствии текстура полимера должна определяться процессом отверждения внешней области его первичных аморфных частичек. Образование зародыша и кpи тaллизaшiя могут происходить в результате складывания цепей и сопровождаться возникновением различного числа дефектов, подобных дефектам в бахромчатой мицел.ле (см. рис. 3.5). На несколько более поздних стадиях реакции полимерные образования имеют форму протуберанцев, как это видно из рис. 6.73,в (диаметр- 0,05 мкм). [c.369]

Тем не менее ускоряющее влияние наполнителя отмечается в подавляющем большинстве случаев и является, по-видимому, общей закономерностью. Первое объяснение этого эффекта было дано Касаточкиным и Лукиным , которые предположили, что частицы наполнителя служат центрами образования зародышей кристаллизации. Позднее Вестлиннигидр., применяя электронно-микроскопический метод, получили непосредственное подтверждение образования кристаллических зародышей на частицах наполнителей . Другой причиной, ускоряющей кристаллизацию в присутствии наполнителя, может быть и частичный расход серы в результате взаимодействия с наполнителем (на что указано в работе Геемана ), вследствие чего густота вулканизационной сетки наполненного вулканизата оказывается меньше, чем у ненаполненного. Вероятно также, что ускорению кристаллизации способствует изменение характера распределения поперечных связей в сажевых вулканизатах по сравнению с их распределением в ненаполненных резинах. Сильное влияние на кристаллизацию небольших дозировок наполнителя говорит в пользу преимущественного действия первого из перечисленных факторов. [c.140]

При макродиффузионном горении дисперсность сажи мало-зависит от свойств сырья. С небольшими отклонениями ( 2 3 м7г) зависимость дисперсности сажи от средней температуры процесса может быть выражена одной кривой для всех видов сырья, как это показано на рис. 27 [79]. Зта зависимость имеет характер кривой насыщения рост удельной гесметриче-ской поверхности сажи от температуры процесса происходит лишь в интервале 1100—1600 °С. При дальнейшем увеличении температуры дисперсность получаемой сажи практически не изменяется. Предельно достигаемая удельная геометрическая поверхность равна я г40 м7г. Такая закономерность объясняется тем, что при макродиффузионном горении образование зародышей и рост сажевых частиц происходит не из исходных молекул сырья, а из продуктов их пиролиза. В достаточно большом факеле время пребывания паров сырья во внутренних зонах пламени настолько велико, что конечные продукты пиролиза до момента образования сажи из разного сырья могут быть примерно одинаковыми. Во всяком случае между ними разница существенно ниже, чем между исходными углеводородами. [c.72]

Кристаллизация полимеров, аналогично низкомолекулярны.м соединениям, описывается кинетическим уравнением Аврами . Это означает, что процесс кристаллизации полимеров протекает через стадию образования зародышей и последующего их роста. Изучение температурной зависимости общей скорости, а также скорости нуклеации и роста показывает, что эти зависимости также аналогичны обнаруженным ранее на примере низкомолекулярных соединений З 56. Поэтому общие кинетические закономерности позволяют с успехом использовать для полимеров известные для ннзкомолекулярных соединений приемы модификации структур и скоростей превращения . В настоящем обзоре мы не будем останавливаться на этих возможностях и рассмотрим только некоторые особенности процессов обраээвания надмолекулярных структур, обусловленные длинноцепн(1Й природой макромо лекул. [c.52]

Больщое значение в формировании совре .1енных взглядов на природу мартенситного превращения сыграло обнаружение и исследование подобных превращений в цветных сплавах (Си — А1, Си — Sn, u — Z n и др.) [5]. Подробное изучение мартенситных превращений в эт их сплавах привело к открытию новых интересных закономерностей [5]. В частности, была установлена обратимость превращений переохлажденных твердых растворов возникновение мартенситной фазы при охлаждении и обратное ее превращение в исходную при нагреве. Обратимые мартенситные превращения протекают с большим гистерезисом, разница в температурах начала превращения при охлаждении и при нагреве может достигать сотен градусов. Обнаружение изотермической кинетики мартенситных превращений и обратимости процесса привело к выводу, что по существу они представляют собой температурно зависимые явления и не отличаются от других фазовых превращений. Они протекают путем образования зародышей новой фазы и их последующего роста [5, 26]. [c.321]

Из изложенного выше и уравнения (VIII. 7) следует, что для образования зародыша требуется энергия активации. Дальнейшее превращение исходной твердой фазы происходит на поверхности раздела исходной и новой фаз с продвижением последней до тех пор, пока она не заполнит весь объем агрегата. Рассмотрим вкратце основные кинетические закономерности превращений в твердой фазе применительно к интересующим нас процессам. [c.181]

Предположим, что кристаллы могут осаждаться при смешивании двух растворов. В кристаллизационный реактор, закономерность кристаллизации в котором была исследована Брансом, Даннингом и Миллардом , непрерывно подают два раствора и при равномерном перемешивании (рис. У-6) содержимое непрерывно выводят через патрубок. Через некоторое время система приближается к устойчивому состоянию, в котором пересыщение, скорость образования зародышей и средняя скорость роста кристаллов постоянны. Если зародыши образуются с постоянной скоростью, то по мере образования часть их выходит через патрубок. Таким образом, наиболее молодые и [c.83]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология