Рост кристаллов из растворов

Кристаллизация — это процесс образования и роста кристаллов из раствора, расплава или газовой среды. Этот метод является одним из важнейших методов, применяемых для очистки твердых органических веществ. Он основан на различной растворимости органического вещества и сопутствующих ему примесей в данном растворителе при различных температурах. [c.29]

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ — образование и рост кристаллов из раствора, расплава или из газовой фазы. К, возникает в результате пересыщения или переохлаждения исходной фазы по отношению [c.140]

Были созданы и другие теории, в частности теория, учитывающая и объемную, и поверхностную диффузии. Однако ни одна из теорий не дает удовлетворительного объяснения общих принципов роста кристаллов из растворов. [c.484]

Рассмотрим некоторые особенности, играющие существенную роль в выращивании монокристаллов методом температурного перепада. Рост кристаллов кварца в гидротермальных условиях, как и рост кристаллов из растворов вообще, может быть описан уравнением вида [c.34]

ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕОРИИ РОСТА КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ [c.5]

При росте кристалла из раствора с числом компонентов больше двух (в частности, при росте трехкомпонентных растворов растворитель — основное вещество М —примесь т) коэффициент распределения определяется как двойное отношение [c.55]

А. А. Чернов [367], развивая дислокационную теорию роста и растворения кристаллов, дает следующее уравнение для нормальной скорости роста кристалла из раствора [c.97]

Данная теория позволяет только качественно объяснить наблюдаемые на практике явления при росте кристаллов из раствора. Дальнейшее ее уточнение связано с необходимостью рассмотрения явлений переноса при взаимодействии дисперсных частиц (кристаллов) и несущего потока жидкости (раствора или расплава). Массоотдача к дисперсным частицам существенно зависит от условий их обтекания. [c.35]

Теоретическим аспектам процесса кристаллизации посвящена довольно обширная литература, большая часть которой относится, однако, к вопросам образования и роста кристаллов из растворов и чистых расплавов. Результаты исследований в этой области частично обобщены в монографиях [1, 2, 4, 6—9]. Технологический аспект процесса фракционной кристаллизации [c.6]

При росте кристаллов из растворов в обычных условиях при не очень больших пересыщениях растущие грани представляют собою гладкие правильной формы образования. При растворении поверхность растворения покрывается многочисленными ямками травления, разрастающимися так, что вся поверхность оказывается целиком покрыта труднорастворимыми гранями. [c.180]

Процессы растворения, плавления и испарения всегда сопутствуют росту кристаллов из раствора, расплава или газовой фазы. В последующих разделах мы дадим краткое описание основных методов выращивания монокристаллов, введения в них примесей и контроля стехиометрии в процессе роста. В настоящее время известны два основных способа введения примесей в процессе выращивания и после выращивания в результате соприкосновения выращенного кристалла с внешней средой. Применимость последнего способа целиком зависит от того, достаточна ли скорость диффузии в твердой фазе для того, чтобы достигнуть желаемого результата за приемлемое время. [c.204]

СХОДИТЬ фазовый переход или когда вещество разлагается при плавлении. В то же время скорости роста кристаллов из раствора обычно меньше скорости роста кристаллов из расплава или газовой фазы, и кристалл может быть загрязнен раствором. Так, если соединение А слабо растворимо в кристаллах В, линия солидуса, представленная на рис. 99 пунктирной линией, не совпадает с правой вертикальной осью, т. е. кристаллы В содержат то или иное количество растворителя А. При выращивании кристаллов из раствора очень важен правильный выбор растворителя. Желательно, чтобы, помимо уже указанных свойств, растворитель обладал малой вязкостью для облегчения переноса растворенного вещества и чтобы соединение, кристаллы которого выращиваются, хорошо в нем растворялось. Различие в химических свойствах обоих компонентов способствует их малой взаимной растворимости в твердом состоянии. Как правило, лучше выбирать растворитель, имеющий с кристаллом один общий ион. Вода — хороший растворитель для большинства ионных солей, а металлы или биметаллические соединения лучше выращивать из металлических расплавов. [c.211]

Процесс кристаллизации начинается с образования центров кристаллизации (зародышей) в пересыщенном растворе соли и затем продолжается за счет процесса массообмена, т. е. за счет диффузии вещества, потребного для роста кристаллов, из раствора к центрам кристаллизации. Процесс появления зародышей основан на том, что твердые вещества имеют ограниченную растворимость. Под растворимостью мы понимаем количество вещества, растворенного в единице объема. При растворении твердого вещества в растворителе раствор становится насыщенным. Насыщенный раствор — это раствор, содержащий максимальное количество растворенного вещества. Этот раствор находится в состоянии равновесия с твердой фазой, и в нем вещество больше не растворяется. Раствор, содержащий избыток растворенного вещества по отношению к состоянию насыщения при данной температуре, называется пересыщенным. Этот раствор неустойчив и из н го можно выделить твердую фазу. [c.296]

Совершенно очевидно, что для обеспечения необходимого роста кристаллов из раствора масла в растворе бензина требуется значительно более медленное охлаждение смесп, чем это допустимо при кристаллизации парафинов из раствора масла в пропане. [c.255]

Совершенно очевидно, что для обеспечения необходимого роста кристаллов из раствора масла в бензине требуется более медленное охлаждение смеси, чем это допустимо при кристаллизации твердых углеводородов из раствора масла в пропане. На практике скорости охлаждения составляют соответственно 5 и 120 "С в 1 ч. [c.173]

VII.46—VII.57. Рост кристаллов из растворов. [c.210]

РОСТ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ [c.232]

Очень низкие значения скоростей роста кристаллов из раствора могут быть связаны, следовательно, с тем, что процесс роста активированный. Чтобы проверить это предположение, необходимо определить скорость роста при разных температурах. К сожалению, все данные таблицы были получены при одной температуре, так что проверить это положение мы не можем. [c.238]

При росте кристаллов из раствора самой важной равновесной характеристикой надо считать растворимость. Если растворенное вещество имеет умеренную концентрацию, если используется один растворитель, а концентрации других примесей или активаторов малы ) и если, наконец, растворимость растворителя в кристалле пренебрежимо мала, то мы в таком случае имеем дело с тем полем двойной диаграммы состояния, которое помечено на фиг. 2.9 буквами а и р. Буквой Л на этом графике обозначен подлежащий выращиванию кристалл. Диаграмма [c.82]

РОСТ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ В РАСПЛАВЛЕННЫХ МЕТАЛЛАХ [c.331]

Чернов [17]. Чернов также исследовал рост кристаллов из раствора, анализируя диффузионное поле, связанное с эшелоном параллельных ступеней. И он считал основным поток веще- [c.460]

Брайс [287] проанализировал роль диффузионного пограничного слоя при росте кристаллов из раствора и, в частности, вопрос о том, каким образом следует учитывать существование этого слоя при определении зависимостей скорости роста кристалла от пересыщения из экспериментальных данных. Зависимость скорости роста от пересыщения можно записать, по крайней мере при линейной и квадратичной кинетике, в виде [c.514]

Банн К Эммешт Г. Рост кристаллов из растворов.— В кн. Новые исследования по кристаллообразованию. М. Изд-во иностр. лит., 1950, т. 1, 89 с. [c.326]

Кристаллизация представляет собой процесс образования и роста кристаллов из раствора или расплава. СуЩ т-венную роль при кристаллизации играют готовые поверхности раздела фаз — стенки сосуда, взвешенные коллоидные частицьг примесей и др. Наличие таких готовых поверхностей раздела значительно облегчает процесс образования кристаллических зародышей в результате адсорбции молекул исходной фаз на этих поверхностях и снижения тем самым энергетическбго барьера, связанного с возникновением равновесного зародыша. [c.174]

На основании вышеизложенного к топохимическим не причисляются реакции, в которых твердое вещество не расходуется и не накапливается, а играет только роль неизменного субстрата (подложки), носителя, катализатора. Такие процессы локадизованы на стационарных поверхностях раздела, тогда как топохимические реакции локализованы на постоянно возобновляющихся поверхностях. В топохимических реакциях твердая фаза выступает в роли либо исходного вещества, которое подвергается превращению с образованием новых химических соединений, либо продукта реакции, который образуется в результате химического превращения исходного твердого, жидкого или газообразного вещества. Многие случаи роста кристаллов из растворов, расплавов или газовой фазы, связанные с одновременным протеканием химических процессов (химическая кристаллизация), могут быть отнесены к топохимическим реакциям [14]. [c.430]

Необходимо также учесть, что процесс зарождения и роста кристаллов из раствора неразрывно связан со свойствами последнего. Поэтому задача могла бы упроститься, если бы существовала строго разработанная теория жидкости вообще и раствора в частности. Вместе с тем, как отмечает Дж. Бернал [371], самые последние теории жидкого состояния пытаются приспособить известные структуры газообразного и кристаллического веществ к промежуточному жидкому состоянию. Они, следовательно, физически очень неправдоподобны это кинетически-мультиплетно-молекулярно-контактная теория Кирквуда, Борна и Грина или теория ячеек Ленард-Джонса и Девоншира, или теории дырок Френкеля, Эйринга и Фэртса, или сиботаксическая гипотеза Стюарта. [c.98]

Непосредственное образование кристаллов из паровой фазы зависит от свойств соединения, наличия зародышей на поверхности конденсации, давления и температуры сублимируемого вещества и сублимата. Простые симметричные молекулы, подобные хинону, антрацену и нафталину, легко дают красивые кристаллические сублиматы. При сублимации, так же как и при росте кристаллов из раствора, число, форма и разжр получающихся кристаллов зависят от отношения скорости образования зародышей [36- 2] и роста кристаллов к скорости, с какой поступает материал. Следовательно, сублимация чистых кристаллов может быть направлена таким образом, чтобы получалось большое число мелких кристаллов или несколько больших. В обычной практике встречаются с тремя типами сублиматов корка, порошок и макрокристал-лические сублиматы. В то время как такие вещества, как, например, ментол, бензойная кислота и нафталин, легко дают индивидуальные кристаллы вне зависимости оттого, каковы условия, другие соединения [43] трудно получить в такой форме. [c.513]

Обзору методов минерального синтеза посвящена статья Вейла [4]. Существующие методы получения минералов подразделяются им на следующие 1) осаждение из растворов 2) рост кристаллов из растворов 3) образование из сплавов 4) процесс плавки 5) реакции в твердом состоянии и фазовые превращения 6) гидротермальный синтез. [c.291]

Определение линейной скорости роста кристаллов возможно только, если детально известен механизм кристаллизации. Можно выделить три предельных случая, изученных достаточно подробно. Наиболее важным из них для изотермической кристаллизации макромолекул является рост, контролируемый образованием зародышей (разд. 5.2.1 и 5.3.4), в котором предполагается, что все процессы образования зародышей кристаллизации достаточно быстрые. Случай роста кристаллов, регулируемого кинетикой процессов на поверхности, рассмотрен в разд. 6.1.2.2 на примере роста кристаллов из газовой фазы, однако этот подход можно применить и для анализа роста кристаллов из раствора и расцлава. Для макромолекулярных кристаллов такие представления о кинетике роста могут быть исполь- [c.172]

Т друга. Такие условия должны в принципе способствовать росту ороших кристаллов. Однако при кристаллизации из растворов так-образуются метастабильные кристаллы, что обусловлено главным бразом складыванием макромолекул (разд. 3.2.2.1). Общий ана-1ИЗ роста кристаллов из растворов проведен в разд. 6.2, а процесс отжига таких кристаллов описан в разд. 7.2. [c.207]

Рост кристалла из раствора включает два последовательных процесса растворенное вещество должно быть перенесено путем диффузии или конвекции к поверхности кристалла достигнув поверхности, оно должно затем путем поверхностной реакции встроиться в кристалл. Концентрация на поверхности, следовательно, лежит где-то между концентрацией в объеме и концентрацией насыщения. Если поверхностная реакция протекает быстро по сравнению с процессом массопереноса, общая скорость роста будет определяться мас- сопереносом, в этом случае говорят, что процесс контролируется диффузией. Если же скорость массопереноса относительно больше, то скорость роста определяется скоростью присоединения молекул к поверхности и процесс контролируется поверхностной реакцией. Обычно оказывается, что скорость роста кристаллов из раствора зависит от скорости перемешивания, т. е. в большинстве случаев процесс полностью или частично контролируется диффузией. В случае диффузионного контроля концентрация меняется вдоль граней кристалла, причем самая высокая концентрация — на ребрах, наиболее открытых доступу вещества, а самая низкая — в центре грани. Общая кинетика роста будет, следовательно, очень сложной. [c.38]

Если теперь увеличивать р, так что р > Роо, конденсирующихся молекул будет больше, чем испаряющихся, и возникнет результи-рующи11 диффузионный ноток молекул к ступеням, где они будут встраиваться в решетку. При этом считается, что молекулы способны присоединяться к ступеням с обеих сторон. Далее предполагается, что скорость обмена молекул между ступенями и прилегающей поверхностью настолько велика по сравнению с результирующей скоростью переноса молекул но поверхности путем диффузии, что концентрация молекул на поверхности около ступени всегда под-дерн ивается равновесной. Эта ситуация аналогична случаю диффузионного контроля при росте кристаллов из раствора, который обсуждался в разделе 1.18. Когда процесс присоединения частиц к поверхности протекает очень быстро по сравнению с диффузионным процессом, концентрация на поверхности приближается к концентрации насыщения, и все сопротивление росту сосредоточено в процессе диффузии, скорость которого и контролирует рост. Благодаря диффузионному потоку на ступени они будут продвигаться по грани, и кристалл будет расти. [c.174]

В газовой фазе можно точно рассчитать поток молекул, сталкивающихся с поверхностью (он равен %р). Возможная величина этого потока для растворов равна DAN/a, а поскольку D a 10 , можно ожидать, что скорости роста кристаллов из растворов будут порядка 10 AN молекула см сек , или 10 АС моль см X X сек 1, концентрация, молъ см . Результаты эксперимен- [c.280]

Имеющиеся данные по росту кристаллов из раствора приводят к выводу, что скорости роста во многих случаях приблизительно пропорциональны (АС) , хотя для разных веществ показатель степени может меняться в довольно широких пределах. Для объяснения квадратичного закона роста мы можем привлечь тот же механизм, который использовался для объяснения закона роста (Ар) в случае роста из пара. Этот механизм предполагает адсорбцию молекул на поверхности и миграцию их к ступеням роста, где они и присоединяются к решетке. Однако это o6bH neHiie может оказаться слишком упрощенным в случае роста из раствора, поскольку молекулы должны не только присоединяться к решетке кристалла, но предварительно еще и оторваться от жидкости. Второй процесс может быть не менее сложным, чем первый. [c.281]

Банн К. Рост кристаллов из раствора II. Градиенты концентрации и скорости роста. В сб. Новые исследования по кристаллогр. и кристаллохим., сб. 1. ИЛ, 1950. [c.293]

Хэрл [298] воспользовался гидродинамической теорией Бартона и др. [254] для расчета концентрационного переохлаждения при выращивании кристаллов по Чохральскому (см. также [299]). Брайс [287] также пользовался этой теорией для истолкования скоростей роста кристаллов из раствора при постоянном заданном пересыщении подобно тому, как это делалось в уже рассмотренном случае плоской пластины. Дополнительный анализ гидродинамики вращающегося диска был проведен Левичем [300], который отметил, что предположение о ламинарности потока справедливо вплоть до Ке Ю . Он же рассмотрел задачу о диске в турбулентном потоке. [c.520]