Классическая теория нуклеации

Сущность классической теории нуклеации, как это следует из соотношения (194), сводится к определению свободной энергии АР образования зародыша в гомогенных условиях. При этом рассчитывается вклад структурно совершенной фазы конечного размера в АР и к этому вкладу добавляется избыточная поверхностная свободная энергия, обусловленная появлением границы раздела между фазами . Эта классическая концепция, принадлежащая Гиббсу [39], подразумевает, что размер зародыша достаточно велик, так что он однороден внутри, а его внешняя поверхность имеет вполне четкие границы. При очень больших переохлаждениях, когда АТ велико, радиус зародыша достигает атомарных размеров. При этом определенные выше условия уже не выполняются, и возникает необходимость в более сложных и неочевидных теориях [40, 41]. Однако, несмотря на эти осложнения, классическая теория нуклеации имеет широкое применение. [c.239]

Таким образом, предложенные до настоящего времени теории первичного акта нуклеации, строго говоря, применимы только для полимеров бесконечно большого молекулярного веса. Все теории формально совпадают как друг с другом, так и с классической теорией нуклеации низкомолекулярных веществ. Единственные различия могут быть связаны со значениями поверхностной свободной энергии различных моделей на границе раздела фаз. Эти величины не поддаются оценке при любом теоретическом расчете. В связи с тем, что для полимеров поверхность свободной энергии, изображенная на рис. 82, по-прежнему определяет условия кристаллизации, ограничения, накладываемые на переход от зародыша критического размера к устойчивому кристаллиту, остаются в силе и для полимеров. [c.245]

Основные выводы теории нуклеации мономерных веществ были экспериментально подтверждены при исследовании кристаллизации металлов [52, 53], простых молекулярных жидкостей [54, 55] и низкомолекулярных н-алканов [56]. Найденные зависимости скорости нуклеации от степени переохлаждения находятся в очень хорощем соответствии с соотнощением (210) и доказывают применимость классической теории нуклеации к переходу жидкость — кристалл. [c.247]

Применимость классической теории нуклеации к процессам [c.247]

КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ НУКЛЕАЦИИ [c.5]

Площадь (/от —/(0) 1 —/ст Гн в данном случае разбивается на две области, имеющие противоположные знаки (см. рис. 20,6) Таким образом, статистические исследования кинетики нуклеации позволяют определить из эмпирической функции распределения времени ожидания появления первого центра кристаллизации все характеристики нестационарного периода нуклеации, рассматриваемые классической теорией временную зависимость скорости нуклеации и период нестационарности. [c.59]

НИЯ в растворах бромата калия показывает, что классическая кинетическая теория нуклеации не описывает достаточно точно нестационарные процессы зародышеобразования (рис. 56, а—в). Временная зависимость скорости зарождения центров кристаллизации в растворах подтверждает стохастическую теорию кинетики нуклеации. [c.115]

На базе уравнения Лиувилля для совокупности молекул системы, ссстояшей из газопароЕой смеси и зародыша жидкой фазы, выводится кинетическое уравнение типа Фоккера—Планка для функции распределения зародыша по размерам. При этом для коэффициента нуклеации получено выражение типа формулы Кубе чере.э автокорреляционную функцию флуктуаций диффузионного потока молекул пара в газопаровой смеси. Расчет этой формулы в двух предельных режимах (свободномолекулярном и гидродинамическом) приводит к известным выражениям классической теории нуклеации. Библиогр. 4 назв. [c.245]

Заключение о том, что складчатая структура, благоприятствующая максимальной кристаллизации, является наиболее устойчивым состоянием для кристаллитов фиксированной длины, основывается исключительно на статистических соображениях. Следовательно, для предсказания такой структуры не нужны допущения, заимствованные из классической теории нуклеации низкомолекулярных веществ, или предположения, что молекулы полимера обладают специфической внутренней склонностью к складыванию [26, 63, 68, 69]. Разупорядочивание на границе раздела и сопуствующее увеличение энтропии, связанное с распределением цепей между кристаллическим и аморфными участками в рассматриваемом случае не имеет места. [c.304]

Влияние одной растущей ветви на соседнюю представляет серьезную проблему при описании процесса нуклеации, а также механизма разветвлений. Хотя ясно, что рост сферолитов связан с пуклеационным механизмом, классическая теория. нуклеации еще не может объяснить некоторые характерные черты развития сферолитов. [c.320]

Охлаждение горячих смесей неконденсирующихся газов с парами неорганических веществ, парциальное давление которых мало (образованием аэрозолей со средним размером частиц 10 см [1, 2]. Данные 3, 4] показывают, что размер критических зародышей конденсированной фазы в этих условиях очень мал, зачастую минимум свободной энергии образования зародышей приходится на димер. Процессы образования высокодисперсных аэрозолей характеризуются очень высокой скоростью изменения пересыщения, т. е. если для некоторого мгновенного значения пересыщения найти величину времени релаксации зародышеобразова-ния т time — tag), то изменение скорости зародышеобразова-ния за время т может составить несколько порядков. Эти обстоятельства делают неприменимой классическую теорию нуклеации для расчета процессов образования высокодисперсных аэрозолей. Авторами [4] был предложен метод расчета таких процессов, в котором пренебрегают отклонением конценг [c.163]

Ольберг и Хаммель [13] провели детальное изучение кинетики разделения фаз в натровокальциевосиликатном стекле состава 76%) ЗЮг, 13% НагО и 11% СаО. Температура, ниже которой развивается опалесценция, зависит от термической предыстории стекла. Отожженные образцы нагревались в градиентной печи с перепадом температуры от 686 до 800°. Опалесценция наблюдалась у всех образцов, нагревавшихся ниже 750°. Поскольку в образцах, без сомнения, присутствовали зародыши ликвации, эта температура была принята за температуру смешения. Во второй серии опытов образцы предварительно нагревали до температуры более высокой, чем температура смешения, чтобы разрушить центры ликвации, а затем тут же переносили в градиентную печь с перепадом температуры от 634 до 739°. В образцах, нагревавшихся выше 701°, опалесценция не наблюдалась. Существование температурной зоны в 50° вблизи температуры смешения позволяет предполагать ликвацию по механизму нуклеации и роста. Более обстоятельное доказательство этого получено при измерении скорости нуклеации капелек второй фазы в зависимости от температуры тепловой обработки. Полученные результаты находятся в хорошем соответствии с классической теорией нуклеации. [c.156]

Снова используя классическую теорию скорости нуклеации, можно по соотношению (203) для свободной энергии образования зародыша определить величину а=56. Если теперь принять, что свободная энергия поверхности раздела н-алканов совпадает с величиной 06 для полиэтилена, можно найти От 170 эрг1см . Это значение хорошо согласуется с полученным ранее при исследованиях плавления сополимеров. [c.255]

Предположим, что в расплаве (растворе) устанавливается такое переохлаждение (пересыщение), при котором критический зародыш содержит п атомов или молекул новой фазы, а зародыш, состоящий из п -Ь 1 атомов, является уже устойчивым, не способным к обратному распаду и в дальнейшем самопроизвольно растущим. Это предположение справедливо, если энергетический барьер нуклеации имеет такую форму, при которой распад кластера, содержащего г- - 1 атомов, значительно менее вероятен, чем его дальнейший рост, т. е. присоединение атома к кластеру из п атомов сопровождается преодолением малого микробарьера, а отрыв атома от устойчивого зародыша требует преодоления высокого энергетического барьера (рис. 17, II, ё). Такая форма барьера более присуща кристаллическим кластерам, чем жидкостным, для которых классическая теория предполагает параболическую форму энергетического барьера нуклеации (рис. 17, I, а). Число атомов, содержащихся в критическом зародыиие, достаточно велико — примерно 100—500 181. Учитывая, что такой зародыш имеет кристаллическую структуру, следует ожидать экстремальную зависимость работы образования зародыша от Числа атомов, входящих в него. [c.29]

Таким образом, наш подход к рассмотрению кинетики нуклеации с учетом всех допуш бний, принимаемых в классической теории, в принципе должен дать те же результаты, поскольку физической моделью процесса, принятой нами, является теория гетерофазных флуктуаций Френкеля [29]. Однако более корректная постановка задачи, другая методика решения и учет неравновесных начальных условий позволяют получить некоторые новые данные, а также в ряде случаев провести более четкий и простой анализ, допускаюш ий возможность дальнейшей разработки проблемы. Выведенные в стохастической теории нуклеации выражения временной зависимости скорости зарождения центров кристаллизации имеют более обш ий вид по сравнению с классической теорией, так как допускают существование зависимости I t) в виде монотонно убывающей функции, экстремальной функции и монотонно возрастающей функции, не равной нулю в начале процесса [154, 155]. [c.54]

Смотреть страницы где упоминается термин Классическая теория нуклеации: [c.246] [c.248] [c.29] [c.91] [c.106]

Смотреть главы в:

Кинетика образования кристаллов из жидкой фазы -> Классическая теория нуклеации

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Классические

Справочник химика 21

Химия и химическая технология