Рост метастабильных фаз

Отметим, что с помощью импульсного способа удалось наращивать алмаз под каплями расплавленных металлов. Преимущества импульсного способа, способствующие росту метастабильной формы углерода из газовой фазы, вероятно, не ограничиваются системой алмаз—графит. Имеются основания ожидать, что применение периодического импульсного пересыщения может оказать существенное влияние на кристаллизацию двух конкурирующих фаз вообще, а также на получение метастабильных текстур при осаждении из газовой фазы, расплавов и растворов. [c.105]

Как видно из вышеприведенных уравнений, интенсивность гомогенного флуктуационного зародышеобразования очень сильно вырастает с ростом метастабильности, т. е. перегрева жидкости (АТ >0, Ар < 0) или переохлаждения пара (АГ < О, Ар>0). [c.132]

Ile должно сложиться впечатления, что перечисляемые автором явления исчерпывают все многообразие существенно неравновесного процесса мгновенного испарения. 13 частности, важную роль играет образование ударной волны вследствие интенсивного выброса пара в атмосферу, формирование и рост пузырьков в объеме жидкости, диспергирование жидкости при выбросе и другие факторы. Некоторые аспекты физики взрыва метастабильной жидкости описаны в работе I Скрипов,1972 . - Прим. ред. [c.79]

Интенсивное перемешивание в условиях псевдоожижения увеличивает скорость подачи материала путем диффузии его к граням растущих кристаллов, что ускоряет их рост. При этом быстро уменьшается степень пересыщения раствора. При больших скоростях раствора, как известно, увеличивается скорость образования зародышей это может привести к снижению размеров кристаллов. При одинаковых температурах и гидродинамических условиях с уменьшением степени пересыщения скорость роста кристаллов возрастает в большей степени, чем скорость образования зародышей. Обычно таким способом осуществляют кристаллизацию относительно слабо пересыщенных растворов вблизи нижней границы метастабильной области, регулируя степень пересыщения, температуру. [c.642]

Долгое время принимали, что образование зародышей происходит самопроизвольно (спонтанно). Такую точку зрения развивал Тамман. Он считал, что в некоторых участках пересыщенного раствора, находящегося в метастабильном состоянии, молекулы или ионы растворенного вещества сами по себе без участия каких-нибудь посторонних взвешенных частиц могут располагаться в кристаллическом порядке, образуя мельчайшие зародыши, способные к дальнейшему росту. [c.224]

При наличии метастабильных фаз система в определенных условиях может неопределенно долго оставаться в равновесии, и новые фазы в ней не образуются, что объясняется необходимостью определенных затрат работы для формирования зародышей новых фаз. Последующий же рост новых фаз внутри метастабильных фаз [c.214]

Индукционный период сокращается с ростом пересыщения и при некоторой его степени метастабильный раствор превращается в лабильный, неустойчивый, из которого идет самопроизвольная кристаллизация. Концентрационная граница между метастабильным и лабильным состоянием раствора предельное пресыщение) изменяется с температурой (рис. 9.1) и зависит от состава раствора, т. е, от наличия в нем примесей (рис. 9.2), но размещение ее на диаграмме растворимости, в отличие от размещения кривой растворимости, не всегда является вполне определенным, ее положение может зависеть от времени и других условий существования системы. [c.239]

На размеры и форму образующихся кристаллов сильно влияют находящиеся в растворе примеси, особенно поверхностно-активных веществ. Некоторые из них специально вводят в качестве модификаторов для получения крупнокристаллических продуктов. Например, укрупнения кристаллов КС1 достигают добавкой в раствор малых количеств (10 —10" %) алифатических аминов, полифосфатов и др. Механизм этого явления изучен недостаточно. Предполагают, что введение добавок 1) увеличивает метастабильное пересыщение раствора и соответственна скорость роста кристаллов, не повышая скорости образования зародышей 2) уменьшает скорость появления зародышей, влияя на поверхностное натяжение и на энергию активации их образования 3) вследствие адсорбции на поверхности кристаллов увеличивает число дислокаций на ней, что ускоряет их рост и др. [c.250]

Возникновение дисперсной системы в результате образования (и последующего роста) зародышевых частиц новой стабильной фазы возможно в любой метастабильной системе. Метастабильность, связанная с удалением от области равновесных условий существования данной системы, может быть вызвана как отклонением в химическом составе фаз (пересыщение), так и вследствие физико-химических воздействий на систему (изменение температуры или давления). [c.119]

Объемная фаза, освобождающаяся при росте черной пленки, не сливается с исходной материнской черной пленкой, а остается в виде мелких линзочек (капелек), окаймляя растущую черную пленку (см. рис. 44). Ориентировочные значения толщин, измеренных в момент, когда пленка того или другого порядка занимала всю площадь, составили 25 А — для последних наиболее устойчивых пленок, 50 А —для предпоследних и 98 и 150 А— для вторичной и первичной (соответственно). Всего в этой системе наблюдалось 3—4 типа метастабильных пленок. [c.151]

При пересыщении раствора путем охлаждения (или путем испарения части растворителя) возникают две области метастабильная, в которой происходит рост кристаллов, и лабильная, в которой происходит образование центров кристаллизации. Регулируя метастабильное пересыщение, можно создать условия, при которых скорость роста кристаллов будет наибольшей, а скорость образования центров кристаллизации наименьшей, [c.649]

Кинетика процесса электроосаждения определяет не только, форму фронта электрокристаллизации, но и распределение фаз на его поверхности. Ведущей фазой электрокристаллизации в высоко- кобальтовых электролитах является 72-фаза. Она образует ячейки, промежутки между которыми обогащаются ионами Со. В уело- I виях повышенной концентрации Со++ в межъячеистых полостях происходит зарождение и рост метастабильного твердого раствора 2п в гцк а—Со. Субмикрорельеф фронта электрокристаллизации обеих фаз определяется кинетикой процесса и степенью гетероде- мичности системы межатомных связей в решетках фаз. Ф аза 7а [c.112]

Как известно, при кристаллизации в системе сначала возникают мельчайшие частицы новой твердой фазы — зародыши, затем происходит рост кристаллов. Согласно современной термодинамической теории образования кристаллических зародышей изолированная система абсолютно устойчива (стабильна), если любое конечное изменение ее состояния (при постоянстве энергии) оставляет неизменной (или уменьшает) ее энтропию. Система относительно устойчива (метастабильна), если при некоторых конечных изменениях ее состояния энтропия возрастает. Примером метастабильной системы является пересыщенный раствор, энтропия которого возрастает на конечное значение при кристаллизации. В лабильной (резко пересыщенной) области происходит спонтанное зародыщеобразование. В тур-бидиметрии необходима агрегативная устойчивость дисперсной системы. Под устойчивостью дисперсной системы понимают постоянство ее свойств во времени, в первую очередь дисперсности и распределения частиц по объему, устойчивости к отделению раствора от осадка, к межчастичному взаимодействию. [c.88]

В отсутствие пересыщения pix = llv зависимость АС (г) имеет вид параболы. При углублении в метастабильную область J,x>- .lv на кривой С (г) появляется хмаксимум, координаты которого (6 кр и Гкр) уменьшаются но мере роста пересыщения. Работа образования критического зародыша представляет собой высоту энергетического барьера, который необходимо преодолеть для того, чтобы ироцесс роста зародышей новой фазы шел самопроизвольно (рис. 16). [c.86]

Критерий устойчивости фаз относительно образования новых фаз, записанный в форме (1Х.47), для некоторых конечных изменений не выполняется, поэтому он не является необходимьш. Известно, что метастабильные фазы (например, пересыщенный раствор или переохлажденный расплав и т. д.) неустойчивы по отношению к образованию из них других макроскопических фаз, т. е. фаз больших размеров, когда поверхностные явления можно не учитывать. Если в метастабильную фазу внести зародыши новой, более устойчивой фазы, то процесс ее роста до макроскопических размеров происходит самопроизвольно, а работа ее образования будет отрицательна. Следовательно, для метастабильных фаз условие (1Х.47) не выполняется. [c.214]

Возможность метастабильного состояния на первый взгляд кажется необъяснимой, так как процесс уменьшения G (при Р, Т г= onst) при переходе от метастабильного состояния к стабильному всегда самопроизволен. Почему же тогда переохлажденный пар не превращается в жидкость Потому, что для образования достаточно малого зародыша стабильной фазы (капелек тумана) следует преодолеть торможение необходима затрата работы на создание новой поверхности раздела двух фаз. Процесс стабилизации сначала всегда сопровождается ростом энергии Гиббса, обуслопленным флуктуациями, которые приводят к наличию частиц, обладающих избыточной энергией. Поэтому процесс стабилизации не может протекать самопроизвольно до тех пор, пока зародышл не достигнут определенной величины или же пока в систему не будут искусственно введены эти зародыши, например в виде электрически заряженных частиц (снятие торможения). Таким образом, процесс может сопровождаться ростом Gi для этого необходимо, чтобы одновременно протекал процесс, убыль энергии Гиббса в котором компенсирует ее увеличение в первом процессе. [c.119]

Пересыщенный метастабильный раствор находится н устойчивом состоянии, которое, однако, не соответствует наименьшему значению энергии Гиббса системы. Процесс кристаллизации сопровождается изменением удельной энергии системы АО — она уменьшается. Но вследствие того, что объединение частиц в субмикрокристалл понижает энергию системы, а появление новой поверхности раздела фаз ее увеличивает, с ростом субмикрокристалла работа, требующаяся на его образование, сначала возрастает, затем убывает. [c.240]

Второе существенное отличие эмульсий от суспензий, также связанное с флюидностью дисперсной фазы, обусловлено тем, что при столкновении капелек происходит легкое и полное их слияние, называемое коалесценцией (в отличие от замедленного роста локальных мостиков между твердыми частицами). Поэтому разбавленные эмульсии с незащищенными капельками могут существовать в метастабильном состоянии лишь в очень благоприятных условиях (малая концентрация электролита). В этом состоянии свойства их почти не отличаются от свойств лиофобных суспензоидов. Влияние электролитов соответствует правилу Шульце— Гарди, многозарядные ионы изменяют знак заряда частиц, в устойчивых эмульсиях наблюдается заметный электрофорез и т. д. [c.286]

Утоньшение ненных и эмульсионных пленок может приводить к возникновению метастабильно-равновесного состояния, которому соответствует условие и = —Ра (точка А на рис. IX—9). При этом толщина пленки зависит от концентрации электролита при увеличении концентрации электролита, когда электростатическая составляющая расклинивающего давления падает, происходит уменьшение равновесной толщины пленки. Пока пленка не очень тонка (Л 1 мкм), она окрашена интерференционными полосами. При высоких концентрациях электролита пленки имеют такую малую толщину, что теряют способность отражать свет при этом возникают так называемые первичные (или обычные) черные пленки. Кроме того, с ростом концентрации электролита падает и высота энергетического барьера, который препятствует выходу пленки из этого состояния метастабильного равновесия, т. е. падает ее устойчивость. Тепловые колебания поверхности — возникновение на ней рассмотренных в 1 гл. VIII волн Мандельштама — содействуют преодолению этого потенциального барьера. Если при этом нет иных факторов стабилизации, то такое (локальное) преодоление энергетического барьера приводит к прорыву пленки. [c.260]

Изменение дисперсности пены во времени может быть связано как с протеканием изотермического переноса газа через пленки, так и с разрывом самих пленок. Измерение дисперсности пены и ее изменений во времени обычно проводится подсчетом числа ячеек, контактирующих со стенкой сосуда, в котором находится пена (по микрофотографиям). Изотермический перенос газа от малых ячеек с более высоким давлением воздуха к крупным, в которых давление воздуха ниже, особенно существен для высокодисперсных полидисперсных пен, т. е. на начальных стадиях их разрушения. Поскольку толщина пленок в пенах в состоянии, близком к метастабильно-равновесному, не изменяется во времени, кинетика роста ячеек пен при изотермическом перено1 ж газа, как было показано де Фризом, описывается соотношением (1Х.36). [c.340]

Постепенно, спустя час-два от затворения СдЗ водой, образуется вторичный метастабильный, с большей удельной поверхностью гидросиликат. Коагуляционная структура претерпевает некоторые изменения частично ликвидируются успевшие образоваться ранее старые контакты, а затем возникают новые. Таких контактов становится несравненно больше вследствие увеличения удельной поверхности гидросиликата и выделения кристалликов Са (0Н)2. Однако структура носит коагуляционный характер и лишь с началом развития явлений конденсации и лавинообразного ускорения гидратации начинается резкое упрочнение. Принимая за основу взгляды Кондо и Даймона 1 2301, можно объяснить некоторый рост прочности все еще коагуляционной структуры образованием большого числа [c.86]

Происходящий в это время процесс образования гидросиликата кальция и нарастание его количества характеризуется высокой энергией активации. Вероятно, она также связана с явлением конденсации, которая в подобных объектах усиливается с ростом температуры [251— 253]. Эта мысль в какой-то степени подтверждается предположением [254] о том, что превращение в иных условиях метастабильных гидросиликатов кальция в стабильные полуторакальциевые гидросиликаты сопровождается развитием дисперсных структур. [c.87]

Эффекты второго типа связаны со способностью некоторых малых примесей влиять на образование упрочняющих выделений, изменяя кинетику их роста и превращений, а иногда и морфологию. Такие эффекты особенно существенны в сплавах серии 5000, где вероятна последовательность формирования второй фазы [123] (здесь р—интерметаллид МдзА з). Явных свидетельств пред-выделения, т. е. возникновения зон Гинье — Престона (ГП) перед образованием р не имеется. Эти сплавы легко получить в виде метастабильных твердых растворов А1 — Мд, особенно при срав нительно низких концентрациях магния (как в случае сплавов 5083 и 5456), поскольку выделение равновесной р-фазы протекает довольно медленно. Фаза р возникает в результате гетерогенного зародышеобразования, особенно вероятного на границах зерен Фаза р формируется медленно и при этом стремится образовать сплошной слой. Очевидно, что такие р-слои, существенно анодные по отношению к матрице [128], могут вызывать сильную межкристаллитную коррозию (не обязательно КР). Как уже отмечалось, для других систем (и это справедливо такл е для рассматриваемых сплавов [2]), восприимчивость к КР иногда, но не всегда, коррелирует с межкристаллитной коррозией. Таким образом, увеличение содержания магния повышает нестабильность сплава (т. е. тенденцию образовывать р-фазу в процессе эксплуатации), поэтому были разработаны многочисленные методы обработки и легирования сплавов серии 5000 с целью их стабилизации и предотвращения формирования зернограничной р-фазы. Например, холодная деформация с последующим высоким отжигом в области а + Р [c.83]

Области метастабильностн в" и в показаны на рис. 85. Видно, что для сплавов, содержащих> 1 % Си, старение может происходить через всю последовательность превращений как при естественном старении при комнатной температуре, так и при искусственном при температуре в интервале 160—200 °С. Это возможно, если бы сплав имел структуру идеального кристалла без дислокаций и границ зерен. Однако выделения из реального пересыщенного раствора не могут быть даже качественно поняты, основываясь только на знаниях стабильных и метастабильных фазовых диаграмм. Знания роли дефектов решетки как мест зарождения являются необходимыми для понимания вида и распределения выделений в зависимости от температуры раствора, скорости закалки, пластической деформации, температуры старения и так далее. Дефектами решетки, которые влияют на зарождение и рост выделений, являются вакансии, дислокации, границы зерен и другие несовершенства структуры. [c.236]

Прямолинейный участок кинетических диаграмм для исследуемых материалов имеет разный наклон, свидетельствующий о разной скорости роста трещины. При одинаковом размахе коэффициента интенсивности напряжений (Д/С =21 МПа м ) наибольшей скоростью роста трещины обладает титан ВТ1 — О, наименьшей — сплав ВТ5 (рис. 47). Промежуточное значение скоростей роста трещины в более прочных сплавах ВТЗ и ВТ14 определяется, вероятно, деформационным распадом метастабильной -фазы с выделением мелкодисперсных фаз [151]. Последние спо- [c.95]

Конденсационный путь образования Д.с. связан с зарождением новой фазы (или новых фаз) в пересьпценной метастабильной исходной фазе-будущей дисперсионной среде. Для возникновения высокодисперсной системы необходимо, чтобы число зародышей новой фазы было достаточно большим, а скорость их роста не слишком велика. Кроме того, требуется наличие факторов, ограничивающих возможности чрезмерного разрастания и сцепления частиц дисперсной фазы. Переход первоначально стабильной гомог. системы в метастабильное состояние может произойти в результате изменения термодинамич. параметров состояния (давления, т-ры, состава). Так образуются, напр., природные и искусственные аэрозоли (туман - из переохлажденных водяных паров, дьпкШ-из парогазовых смесей, выделяемых при неполном сгорании топлива), нек-рые полимерные системы-из р-ров при ухудшении термодинамич. качества р-рителя, органозоли металлов путем конденсации паров металла совместно с парами орг. жидкости или при пропускании первых через слой орг. жидкости, коллоидно-дисперсные поликристаллич. тела (металлич. сплавы, нек-рые виды горных пород и искусств, неорг материалов). [c.81]