Плотнейшие упаковки частиц в структурах

Начнем рассмотрение со структур металлов. Для большинства металлов характерна максимально плотная упаковка частиц. Возможны два варианта плотнейшей упаковки сферических тел — кубическая гранецентрированная и гексагональная (рис. 1.82). [c.146]

Таким образом, механизм сводообразования имеет прочную физическую основу — перемещение частиц. Причем для образования статического свода достаточны перемещения частиц свыше 1—3 мкм. Так как объемная усадка слоя и протекающие в нем релаксационные процессы связаны с перераспределением внутренних напряжений и с перемещениями, то можно полагать, что в слоях катализатора возникают своды статического и динамического равновесия. Возникновение и существование последних при истечении из отверстий — доли секунды. Крупномасштабные своды возникают в сравнительно высоких слоях, а мелкомасштабные — как в высоких, так и в низких. Наличие как тех, так и других оказывает неблагоприятное влияние на структуру слоя, изменяя пористость в его объеме. Внутренние устройства в слоях (перегородки, насадки и т. п.) препятствуют образованию крупномасштабных сводов и существенно уменьшают ограждающее влияние стенок. Возникновению мелкомасштабных сводов способствуют способы загрузки, дающие рыхлую упаковку слоя. Способы загрузки, дающие более плотную упаковку частиц, снижают возможность их перемещений, а следовательно, исключают образование мелкомасштабных сводов или уменьшают их размеры. [c.41]

После снятия нагрузки (до разрушения тела) структура со временем восстанавливается (тиксотропия). Это возможно только в структурированных системах со свободной упаковкой, при которой частицы под нагрузкой могут перемещаться относительно друг друга на расстояния, значительно уменьшающие притяжение между ними. Явление тиксотропии не происходит при плотной упаковке частиц. Аналогичные изменения структуры под действием нагрузки наблюдаются и в порошках. При наложении напряжения сдвига порошки приобретают больший объем, упаковка становится более рыхлой и у частиц появляется возможность двигаться относительно друг друга, [c.379]

В области размягчения происходит релаксация структуры. Образцы 1 и 2 обладают в этой области менее плотной структурой, чем структура, равновесная при данных температурах, и поэтому релаксация структуры приводит к более плотной упаковке частиц. В результате этого на кривой объем — температура появляется яма , глубина которой тем больше, чед существенней разница скоростей нагревания и охлаждения. [c.265]

Если скорость нагревания будет больше, чем скорость, с которой образец был охлажден (образцы 4 п 5), то область его размягчения будет располагаться выше области стеклования. При этом в области размягчения образец будет иметь более плотную структуру, чем та, которая при данной температуре являлась равновесной. Релаксация структуры будет приводить к менее плотной упаковке частиц и в области размягчения будет наблюдаться резкое увеличение объема или теплосодержания. Чем больше отличается фиксированная при охлаждении структура образца от равновесной, т. е. чем больше различие скоростей охлаждения и нагревания, тем больше аномальное увеличение объема. В случае процессов размягчения и стеклования полимеров характер дилатометрических кривых можно понять лишь считая систему неравновесной при условии, что она перешла к этому состоянию в результате плавного нагревания или охлаждения. И при положительных, и при отрицательных отклонениях от равновесного состояния время релаксации процессов размягчения и стеклования полимера зависит экспоненциально как от температуры, так и от их объема. [c.265]

Для достижения наиболее плотной упаковки частиц, т. е. реализации максимального числа контактов в структуре, и вместе с тем для предотвращения возникновения высоких внутренних напряжений широко применяются вибрационные воздействия. Вместе с тем для ослабления сцепления частиц (например, при формовании сухих и влажных катализаторных и керамических масс) используются добавки различных ПАВ, которые, адсорбируясь на поверхности частиц, снижают прочность контактов в коагуляционных структурах и препятствуют на определенных этапах развитию фазовых контактов. Для регулирования процессов структурообразования при твердении минеральных вяжущих веществ в систему вместе с ПАВ вводят добавки соответствующих электролитов, что позволяет направленно изменять величину пересыщения, условия кристаллизации и срастания гидратных новообразований и тем самым осуществлять процесс твердения в оптимальных условиях. В любом текстильном производстве волокна защищаются адсорбционными слоями, препятствующими их сильному сцеплению (и повреждению) при изготовлении пряжи и ткани. Сходные задачи имеют место в производстве бумаги, в пищевой промышленности и т. д. [c.324]

Мелкие частицы при плотной упаковке образуют структуру мелкопористых силикагелей, крупные частицы при рыхлой упаковке — структуру крупнопористых силикагелей. [c.95]

Такой тип течения был впервые обнаружен Рейнольдсом в суспензиях при большом содержании твердой фазы и крахмальных клейстерах. Рейнольдс при объяснении дилатантных свойств суспензии высказывает предположение о том, что в состоянии покоя твердые частицы имеют наиболее плотную упаковку, а пространство между частицами заполнено жидкостью. При течении суспензии с небольшой скоростью жидкость служит смазкой, уменьшающей трение между частицами, и напряжения сдвига невелики. При больших скоростях сдвига плотная упаковка частиц нарушается, увеличивается объем суспензии и уже при новой структур жидкости ее недостаточно для смазки трущихся друг о друга частиц. Действующие напряжения сдвига при этом увеличивается значительно быстрее, чем скорости сдвига. [c.15]

Свойства глобулярных структур определяются размером их частиц и средним числом касаний, приходящихся на каждую частицу. На рис. 8.13 представлены модели глобулярных систем, составленных мелкими и крупными частицами с разной плотностью упаковки (числом касаний). Мелкие частицы при плотной упаковке образуют структуру мелкопористых силикагелей, крупные частицы при рыхлой упаковке — структуру крупнопористых силикагелей. [c.371]

Контактные (фазовые) взаимодействия — специфическая форма образования связей частиц дисперсной фазы в дисперсных системах [26, 59, 60]. Если энергия притяжения частиц превышает несколько кТ, то между ними возникают более или менее стабильные связи, вызывающие структурообразование в системе. В зависимости от плотности упаковки частиц структура может быть либо пространственной (рыхлой), либо компактной (плотной) [11, 13]. В первом случае в системе появляется предел прочности и она застудневает. В случае же компактной упаковки частиц дисперсной фазы нарушается кинетическая устойчивость и система расслаивается. [c.171]

Почти во всех случаях применения смесей солей алюминия и железа достигнуты лучшие результаты очистки воды, чем при раздельном использовании солей алюминия и железа. Наблюдаемое при этом расширение зоны оптимальных значений pH можно объяснить большим разнообразием продуктов гидролиза со своими индивидуальными свойствами, а ускоренное осаждение хлопьев — изменением структуры коагулята за счет более плотной упаковки частиц. Однако экснериментальные данные, которые позволяли бы с достаточными основаниями подтвердить или, наоборот, опровергнуть эти предположения, отсутствуют. [c.219]

При оценке возможностей электронной микроскопии в определении глобулярной структуры гелей следует иметь в виду ряд ограничений метода. На ограниченные возможности определения формы и размеров частиц в связи с разрешающей способностью микроскопов будет указано далее (стр. 159). Впрочем, быстрый прогресс в области приборостроения и техники препарирования в электронной микроскопии позволяет надеяться, что в скором времени достигнутые пределы будут сдвинуты. Далее, электронно-микроскопическая методика не позволяет пока что оценить степени срастания частиц в гелях. В цитированных выше работах принималось, что частицы контактируют в точке. Это является идеализацией, особенно для гелей с плотной упаковкой частиц, к числу которых, вероятно, относятся тонкопористые силикагели. При сильном срастании частицы могут потерять индивидуальность и уже не будет оснований говорить о теле глобулярного строения. С другой стороны, электронный микроскоп не в силах обнаружить возможную шероховатость частиц молекулярного масштаба. Оба эти фактора — срастание частиц и их микрошероховатость — влияют в противоположных направлениях на величину полной удельной поверхности тела по сравнению с геометрической поверхностью, определяемой при помощи электронного микроскопа па основании схемы о совокупности контактирующих в точке частиц с гладкой поверхностью. Другими словами, уменьшение удельной поверхности реального тела за счет срастания его частиц в какой-то степени может компенсироваться их микрошероховатостью. Поэтому из факта близкого соответствия величин удельных поверхностей глобулярных тел, вычисленных адсорбционным и электронно-микроскопическим методами, выводить заключение о непористости образующих их частиц можно лишь с известной осторожностью. [c.152]

Из приведенных примеров видно, что структуры со свободной и плотной упаковкой частиц могут существенно различаться концентрацией дисперсной фазы. Концентрационной области между свободной и плотной упаковкой соответствует область пластического течения системы. Поскольку эффективный объем частиц суспензии возрастает за счет поверхностных слоев и пленок, то область пластического течения у них оказывается еще шире. Агрегативно устойчивые системы в отличие от не- [c.430]

ПЛОТНЕЙШИЕ УПАКОВКИ ЧАСТИЦ В СТРУКТУРАХ [c.148]

При механической обработке в присутствии кислоты последняя реагирует с гидроокисью. Образующийся в результате этого поверхностный слой основных солей увеличивает пластичность массы, становится возможной более плотная упаковка частиц, и преобладающий радиус крупных пор уменьшается. Пористая структура продукта механохимической обработки определяется дисперсностью частиц гидроокиси и глубиной взаимодействия ее с кислотой. Последняя зависит от концентрации кислоты и кристаллической структуры гидроокиси кристаллиты нитратного бемита сильно деформируются даже при воздействии 1%-ной НЫОз, а при обработке 5%-ной НЫОз образуется сплошная аморфная масса полученная таким образом гидроокись обладает весьма тонкопористой структурой. Кристаллиты байерита сохраняют размер и форму даже после истирания с 10%-ной НКОз, в результате этого пористая структура такой гидроокиси характеризуется большим объемом крупных пор. [c.307]

Можно также полагать, что при механической обработке геля разрушаются гидратные оболочки частиц кремнезема, предохраняющие их от плотного соединения друг с другом. В результате становится возможной более плотная упаковка частиц, обусловливающая повышение прочности, но в таком случае должна изменяться пористая структура силикагеля. Однако в действительности этого не наблюдается. [c.79]

С. И. Дракин выдвинул предположение, что аквокомплексы в кристаллогидратах имеют те же структурные группы ион—вода, что и в водных растворах. Это предположение вытекало из обобщения большого фактического материала. Так, было установлено, что окружение ионов металла молекулами воды в богатых водой кристаллогидратах определяется не столько требованиями плотнейшей упаковки частиц в кристалле, меняющимся в зависимости от размеров и конфигурации анионов, сколько особенностями взаимодействия ион— вода. На основе систематизации данных о структуре кристаллогидратов, полученных в результате рентгенографического и нейтронографического исследований, С. И. Дракин предложил координационные числа для аквокомплексов ионов различных металлов в водном растворе (табл. 7.1). [c.136]

Теоретического обоснования более плотной упаковки частиц в пространстве нет. Поэтому в результате проведенных анализов структур сыпучих тел с различным расположением частиц (шаров) в пространстве [2, 3] наиболее плотной можно считать структуру, где каждая частица находится в контакте с двенадцатью другими. [c.21]

Интересные экспериментальные данные, согласующиеся с моделью Самойлова, получили И. 3. Фишер и В. К. Прохоренко, изучавшие флуктуацию координационных чисел в воде. Было показано, что обработка имеющихся рентгенографических и нейтронографических данных о ближнем порядке в воде позволяет оценивать не только средние координационные числа А2 молекул, но и их квадратичные и кубичные тепловые флуктуации (А2) и (A2) Результаты вычислений указывают на сравнительно высокий уровень флуктуаций (например, при комнатных температурах (А2) л 25- 30%) и положительный знак AZ) . Следовательно, в воде, в отличие от жидкостей с более плотной упаковкой частиц (жидкий аргон, ртуть), преобладают флуктуации координационного числа в сторону его увеличения. Эти результаты исследования структуры воды могут быть истолкованы как сильное влияние трансляционного движения молекул по пустотам тетраэдрической структуры на координацию молекул. [c.204]

Предлагаемая читателю книга является итогом многих лет работы в результате которой удалось установить общие закономерности, определяющие строение органического кристалла. Эти закономерности позволили дать целостное обобщение всего накопленного опытного материала, т. е. обрисовать контуры органической кристаллохимии . Действительно, термин органическая кристаллохимия получает право на существование лишь в том случае, если удается сформулировать принцип, позволяющий рассматривать все известные структуры органических кристаллов с единой точки зрения. Этим принципом в данной области является та же идея, которая сделала наукой кристаллохимию неорганических соединений,— идея плотной упаковки частиц в кристалле. [c.3]

Можно ожидать, что при очень высоких давлениях, когда структура всех веществ будет характеризоваться плотной упаковкой частиц, в поведении линий плавления проявятся тенденции, общие для различных веществ независимо от их природы. [c.42]

В [82] крупномасштабные своды формировались в динамике, т. е. при загрузке зерна в модель. Возникает вопрос, вернется ли дисперсная система к устойчивому равновесию с образованием, нанример, крупномасштабного свода, если в рыхлую структуру слоя внести возмущения в виде зон с плотной упаковкой частиц, а также не повлияет ли на процесс сводообразования ограждающее действие стенкп. С этой целью нами был поставлен эксперимент на модели диаметром 390 мм с перемещающимся днищем, в которую засыпались просеянные стеклянные шарики диаметром [c.40]

Усадка ПВХ, термообработанного в оптимальном режиме, в первый период спекания меньше усадки исходного полимера, а возрастание прочности спеченного материала начинается раньше (рис. 11.2). Это обусловлено, очевидно, тем, что термообработка, изменяя структуру порошка, вносит предварительный вклад в усадку. В то же время в одинаковых условиях деформирования (при формовании) более плотная упаковка частиц термообработанного порошка обеспечивает их большее сжатие в зоне контакта [1]. Вследствие этого время спекания частиц порошка до достижения определенного уровня Прочности уменьшается, а эксплуатационные свойства сепараторов улучшается. [c.256]

В кристаллах металлов в узлах находятся положительные ионы металлов, а в междоузлиях — электронный газ, способный к передвижению по решетке под действием разности потенциалов или разности температур. Это обусловливает большую электропроводность и теплопроводность металлов. Большинство чистых металлов обладает высокой пластичностью. Это объясняется отсутствием направленности металлической связи, поскольку в узлах решетки находятся ионы одного знака. Как уже говорилось, чистые металлы-элементы кристаллизуются лишь в трех структурах с плотнейшей упаковкой частиц гексагональной (КЧ = 12), гранецентрированной кубической (КЧ = 12), объемноцентрирован-ной кубической (8 ближайших соседей на расстоянии и 6 — на расстоянии 1,15го). [c.293]

Инертные газы. Все простые вещества этого семейства состоят из одноатомных молекул. Твердый гелий существует в трех модификациях с плотнейшими упаковками гексагональной (а-форма), объемноцентрированной кубической (а -форма), и кубической (у-форма), однако теплота (энтальпия) взаимных переходов составляет не более 0,01 кДж-моль- . Все остальг ные инертные газы в твердом состоянии имеют структуру с к бической плотнейшей упаковкой. Тот факт, что молекулярные кристаллы в данном случае обладают плотноупакованной структурой, подобной структуре металлов, со всей очевидностью указывает на склонность твердых тел, частицы которых связаны силами, не имеющими предпочтительной направленно сти в пространстве, чрезвычайно легко принимать структуру с плотнейшей упаковкой (относительно структур с плотнейшей упаковкой см. разд. 4 настоящей главы). [c.88]

Большой интерес представляет эффект превращения эмульсии типа А/В в эмульсию типа В/А. Вообще говоря, такое обращение можно вызвать, создав условия, при которых эмульсия противоположного типа нормально устойчива. Во-первых, если внутренняя фаза состоит из однородных жестких сферических частиц, то эмульсия должна обращаться при ф больше 0,74. Как указывалось в разд. ХП-З, этой величине ф соответствует плотная упаковка частиц. На самом деле капельки эмульсии, конечно, способны к деформации и не являются моно-дисиерсными, поэтому приведенный критерий обратимости имеет лишь ограниченное применение. В работе [15] обращение стабилизированных стеаратом натрия эмульсий бензол — вода из М/В в В/М наблюдалось при увеличении ф почти до идеального значения 0,74. По данным работы [43], кремы холодного приготовления обращаются при ф = 0,45. По данным Робертсона [44], критическая величина ф достигает 0,9, а Пиккеринг [45], используя в качестве эмульгируюп его агента мыло, получил эмульсии типа М/В, содержащие до 99 об. % масла. Таким образом, хотя введение в эмульсию дополнительного количества внутренней фазы и может приводить к ее обращению, нельзя с уверенностью сказать, что это произойдет именно при теоретическом значении ф, равном 0,74. Как показал Себба [45а], в предельном случае возможно образование двухжидкостных пен — эмульсий, в которых капельки внутренней жидкости образуют ячеистую структуру с тонкими прослойками внешней жидкости. Внешне такие эмульсии выглядят как пены. [c.400]

Для сохранения структуры оводненных образцов предложен также метод критической точки . Он основан на том хорошо известном факте, что если, нанример, гидрогель кремнеки-слоты поместить в автоклав, нагреть выше критической температуры воды и затем удалить газ, то полученный так называемый аэросиликагель сохраняет очень рыхлую структуру оводненного геля (нри обезвоживании гидрогеля в обычных условиях получаются силикагели с плотной упаковкой частиц). Этот способ в электронной микроскопии также применяется почти исключительно для изучения биологических препаратов. Но так как критическая температура воды составляет 374°, а нагревание биологических препаратов до этой температуры является нежелательным, то Андерсон [43, 44] предложил последовательно заменять в них воду на спирт, амилацетат и жидкую двуокись углерода, после чего нагревать препараты в закрытом сосуде выше 31°— критической температуры двуокиси углерода. Этот оригинальный способ позволяет получить высушенные биологические объекты, хорошо сохранившие свой внешний вид, но в некоторых случаях смена жидкостей внутри тканей приводит к деформации их внутренней структуры. [c.78]

Наиболее долгоживущие — альфа-радцоактпвный изотоп 24 вк и бета-радиоактивны изотоп Вк с периодами полураспада соответственно 1380 и 314 дней. Единственным изотопом, к-рый удается получать в весовых количествах в ядерных реакторах при длительном (в течение нескольких лет) облучении плутония нейтронами, является изотоп sJSBk. Изотоп 2 7Вк получают при облучении кюриевых мишеней ускоренными альфа-частицами. Металлический Б. существует в двух модификациях гранецентрированной кубической структуре с периодом решетки а = 4,997 0,004 А и двойной гексагональной структуре плотной упаковки, подобной структуре альфа-лантана, с периодами решетки [c.136]

Большинство исследователей придерживается мнения о так называемой чисто кристаллизационной теории застывания нефтепродуктов, считая, что при застывании либо образуется сплошная непрерывная пространственная сетка, состоящая из крупных и мелких кристаллов парафина [46—49], в результате последовательного выделения из жидкой фазы твердых углеводородов с различной температурой кристаллизации [50, 51], либо сверхми-целлярная структура [52—54]. При этом в вязких средах и при высоком содержании парафиновых углеводородов преобладает сверхмицеллярная структура, а в маловязких продуктах и при низком содержании парафинов основную роль в формировании структуры играют микроскопические кристаллы [17, 55]. Кристаллы парафина могут агрегировать в двух структурных формах компактной (плотная упаковка частиц) и пространственной (рыхлая упаковка частиц) [56]. [c.46]

Дилатантные жидкости. Течение дилатантных жидкостей характеризуется увеличением вязкости с ростом скорости сдвига. Это хорошо видно по увеличению угла наклона касательной к кривой на графической зависимости (рис. 2.1, б, кривая 4). При увеличении скорости течения подобных жидкостей напряжение сдвига опережает рост скорости сдвига, т. е. отношение напряжения сдвига к скорости сдвига, численно характеризующее вязкость, непрерывно увеличивается. Такой тип течения был впервые обнаружен Рейнольдсом в суспензиях при большом содержании твердой фазы. Некоторые исследователи считают, что когда подобные материалы псавергаются сдвигу с небольшой скоростью деформации, вероятно, жидкость служит как бы смазкой, уменьшающей трение частиц, а при больших скоростях сдвига плотная упаковка частиц нарушается и материал несколько увеличивается в объеме. При новой структуре жидкости уже не достаточно для смазки трущихся друг о друга частиц, и напряжения сдвига увеличиваются значительно быстрее, чем градиент скорости, поэтому вязкость возрастает, [c.30]

Первые попытки применения идеи плотной упаковки частиц к случаю кристаллов органических соединений принадлежат безвременно скончавшемуся Б. П. Орелкину — ученику Е. С. Федорова и выдающегося химика-органика А. Е. Фаворского. Б. П. Орелкин был соавтором Е. С. Федорова по созданию интереснейшего справочника-определителя Царство кристаллов . В своей работе , посвященной кристаллической структуре трифенилбензола (1929—1930), Орелкин показал, что молекулы в кристалле упаковываются весьма плотно и что, приписывая каждому атому сферическую область, нельзя правильно передать строение органического кристалла. Именно им впервые была четко сформулирована основная для органической кристаллохимии идея о том, что в качестве частиц, создающих упаковку, следует рассматривать молекулы, а не атомы. В этом отчетливо ощущается преемственность в развитии кристаллографии в нашей стране представление о кристалле как о системе плотно упаковывающихся фигур, выдвинутое Е. С. Федоровым, было развито для случая органических кристаллов его учеником Б. П. Орелкиным. [c.6]

Твердые тела по своей структуре могут бьггь кристаллическими и аморфными. Кристаллы металлов и многих солей неорганических соединений построены из атомов и ионов, а многих органических веществ — из молекул. Кристаллы имеют плотную упаковку частиц, слои которых строго повторяются через определенные интервалы. Поэтому кристаллическая фаза обладает как ближним, так и дальним порядком расположения элементарных частиц в твердом теле при этом расположение их в пространственной решетке кристаллов специфично для каждого вещества. Характерным признаком кристаллического состояния является наличие четко выраженной температуры плавления вещества. [c.90]