Морфологическая устойчивость

О морфологической устойчивости поверхности пинакоида кварца [c.165]

Приведенные экспериментальные данные иллюстрируют некоторые теоретические положения, касающиеся морфологической устойчивости кристаллов. Одним из условий, определяющих гран-ную форму кристалла, является минимальная величина его удельной свободной поверхностной энергии (кристаллографический фактор). В алмазе наименьшим значением этой энергии обладают грани 111 , поэтому преимущественное или абсолютное образование октаэдрических плоскостей на этапе зарождения и первоначального роста кристаллов в этом случае закономерно. 372 [c.372]

Для оценки морфологической устойчивости фронта кристаллизации был также предложен [46, 47] критерий устойчивости [c.55]

При рассмотрении морфологической устойчивости границы раздела фаз в условиях кристаллизации из стекающей пленки предложено [213] следующее уравнение для / р [c.174]

Установлено [212, 214], что при понижении скорости охлаждения, увеличении плотности орошения и перегрева исходной смеси, поступающей в кристаллизатор, возрастают эффективность процесса разделения, а также критическая длина участка роста морфологически устойчивого кристаллического слоя. Вопросы оптимизации режимов работы пленочных кристаллизаторов рассмотрены в [203, 215]. [c.176]

Данное выражение справедливо только для плоского фронта кристаллизации. Такое условие практически не встречается в крупнотоннажных промышленных аппаратах. Как уже отмечалось, на границе раздела фаз может возникать концентрационное переохлаждение, т. е. когда температура в прилежащих слоях жидкости (в пределах толщины диффузионного слоя) оказывается ниже равновесной. Исследованию данного вопроса посвящен ряд работ [44 6]. Наиболее часто выражение дня критерия морфологической устойчивости используют в следующем виде [c.317]

Кристалл без посторонних включений, с низким значением внутренних напряжений и плотности дислокаций может быть выращен только в том случае, когда фронт кристаллизации плоский или слабо выпуклый и атомарно гладкий. Нарушение одного из этих условий приводит к росту дефектного участка. Морфологическая устойчивость фронта кристаллизации зависит от условий концентрационного переохлаждения. Устойчивость фронта определяется из следующего уравнения [9] [c.223]

Наряду с ограничениями, вытекаюш,ими из диаграммы состояния, на устойчивость фронта кристаллизации влияют гидродинамические условия в пограничном слое жидкости. При сильных турбулентных потоках наблюдается потеря морфологической устойчивости. Это происходит, например, при высоких скоростях испарения веш ества из зоны. По-видимому, при суммарном давлении пара соединения, превышающем атм (0.076 мм рт. ст.), в расплаве происходит столь интенсивное перемещение за счет испаряемого материала, что вырастить монокристалл такого соединения можно только тигельными методами. По-видимому, именно этим объясняются результаты экспериментов по получению монокристаллов ряда чистых окислов с помощью лазерного нагрева [10]. [c.224]

Управление морфологической устойчивостью фронта кристаллизации возможно только за счет изменения технологических параметров (химического состава исходной шихты, скорости роста, состава атмосферы в рабочей камере). Обычно число факторов, которые предположительно могут влиять на качество кристалла, составляет от 4 до 7. Поиск оптимального решения в этом случае простым подбором возможных значений делает эту задачу весьма трудоемкой. Известные в настоящее время методы математического планирования эксперимента и статистической обработки результатов резко ускоряют решение проблемы (см., например [54—56]). В качестве функции отклика при поисках условий синтеза монофазного кристалла можно использовать содержание основного минерала в шлифе или любое другое свойство кристалла, Которое желательно оптимизировать. [c.239]

Как уже можно догадываться, проблема определения формы или морфологии кристаллов очень сложна. При ее разрешении, вообще говоря, приходится учитывать взаимодействие между процессами переноса и кинетическими явлениями на поверхности раздела фаз, а также решать вопрос о морфологической устойчивости (гл. VI). Фантастическое богатство форм снежинок убедительно свидетельствует о сложности этой задачи. [c.364]

Основная задача теории морфологической устойчивости состоит в том, чтобы выяснить, устойчива ли данная конкретная форма кристалла, растущего из расплава, раствора или пара, по отношению к малым искажениям. Теоретический анализ устойчивости проводится по следующей схеме предполагается, что форма кристалла слегка искажена, и выясняется, усиливается это искажение или же сходит на нет. [c.475]

ЗАДАЧА О МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ В ЧИСТОМ ВИДЕ РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМЫ РОСТА [c.476]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ [c.491]

При анализе второй проблемы предполагается, что скорость роста кристаллов и равновесная диаграмма состояния в общем случае известны рассчитываются эффекты оттеснения и диффузии примесей, учитываются перемешивание среды, неустойчивость фронта кристаллизации, определяется влияние этих факторов на реальный коэффициент распределения примеси в кристалле (см., например, обсуждение вопросов концентрационного переохлаждения в гл. VI, посвященной морфологической устойчивости). В этих расчетах мы обычно избегаем трактовок на атомно-молекулярном уровне, ограничиваясь макроскопическим (феноменологическим) анализом. Эта часть предмета за последнее время неоднократно обсуждалась в литературе. Сошлемся здесь на книги и обзоры Чалмерса [80], Пфанна [250, 251], Зифа [c.496]

Массоперенос из ламинарного потока к поверхности растущего кристалла зависит от его формы, состава и динамических свойств среды. Основные особенности такого переноса можно выявить с помощью следующей простой модели. В поток пересыщенного раствора, содержащего примесь в концентрации С° и движущегося со скоростью Уд, помещен очень тонкий пластинчатый затравочный кристалл с морфологически устойчивыми гранями оснований. Кристалл ориентирован параллельно вектору скорости потока и не [c.113]

Располагая такими данными по морфологической изменчивости плотвы в ареале [15], мы на этом фоне хотели четче проследить те изменения, которые произошли с акклиматизированной воблой. Более того, эти исследования в конечном счете могли помочь нам ответить на вопрос — в какой степени морфологически устойчивы выявленные нами ранее внутривидовые группы, в частности вобла, при резкой смене условий обитания. [c.104]

В работах [38, 39 рассмотрена морфологическая устойчивость фронта кристаллизации с учетом захвата примеси поверхностью раздела фаз для эвтектикообразующих систем, а также систем, образующих непрерывный ряд твердых растворов. Предложены соответствующие критерии морфологической устойчивости, позволяющие оценить критическую скорость кристаллизации Wkp, при которой нарушается морфологическая устойчивость фронта кристаллизации. [c.56]

При нарушении морфологической устойчивости фронта кристаллизации резко увеличивается захват примесей кристаллической фазой, в результате чего снижается эффективность разделения [37—39, 48—50]. Количество захватываемой примеси сильно зависит от условий процесса кристаллизации, в частности, от скорости движения фронта кристаллизации. Для случая кристаллизации эвтектикообразующих систем получено выражение, устанавливающее связь между количеством захватываемой маточной жидкости х и скоростью движения границы раздела [c.56]

Переход вещества из расплавленного состояния в кристаллическое (при охлаждении в условиях морфологической устойчивости плоского фронта кристаллизации) совершается при непрерывном перемещения границы раздела фаз (в условиях морфологической неустойчивости фронта кристаллизации четких границ раздела фаз не существует). Скорость движения фронта кристаллизации определяет производительность аппарата по твердой фазе и поэтому является одной из основных характеристик процесса. В [40, 41] получена зависимость для определения скорости роста слоя в процессе кристаллизации при линейном понижении температуры хладагента. Авторы рассматривают тепловой поток, который нередаегся от кристаллизующегося расплава к хладагенту. При выводе уравнения сделаны следующие допущения [c.316]

Устойчивость плоского фронта кристаллизации бинарного сплава с учетом поверхностной кинетики. Таршис и Тиллер [231], Зайденстиккер [232] и Джексон [193] исследовали морфологическую устойчивость плоского фронта кристаллизации сплава при условии, что градиент температуры на фронте роста направлен в сторону кристалла. В этих работах, как и в анализе Маллинза и Секерки 218], учитывается влияние примеси и кривизны поверхности (поверхностной энергии) к тому же в них предполагается, что скорость кристаллизации v одинакова по всему [c.486]

Анизотропное поверхностное натяжение. Кан [229] провел количественный анализ влияния слабой анизотропии поверхностного натяжения на морфологическую устойчивость шарообразного кристалла при росте из пересыщенного раствора. Малые отклонения полярной диаграммы поверхностной энергии у от сферы записываются в виде суммы сферических функций с коэффициентами Егт- Все эти коэффициенты малы, кроме еоо, который отражает среднее значение поверхностной энергии и нормирован к двум. Тем же способом, что и Маллинз с Секеркой [211], Кан получил выражение концентрации на слегка искаженной сферической поверхности [аналог выражения (22.13)]. Равновесная форма кристалла находится из условия постоянства равновесной концентрации Гиббса — Томсона Со, вдоль искаженной поверхности. Оказывается, что это есть слегка искаженная сфера. В обозначениях уравнения (22.10) это запишется следующим образом [c.488]

Количественное сравнение с теорией. Харди и Кориелл [239, 240] измерили скорость роста (или исчезновения) возмущений на цилиндрическом кристалле льда, растущем из дистиллированной воды при малых переохлаждениях. Измеренные скорости сравнивались со скоростями, рассчитанными по теории морфологической устойчивости [109]. Ось цилиндра была перпендикулярна грани базиса, направление роста — параллельно последней кинетический коэффициент, соответствующий росту в этом направлении, как известно, довольно велик, так что переохлаждение, отбираемое кинетическими процессами, пренебрежимо мало. Поскольку переохлаждения и скорости кристаллизации в этих экспериментах малы, стационарное приближение, использованное в расчетах, справедливо. Условие устойчивости, отвечающее эксперименту, выводится из условия, сформулированного Корнеллом и Паркером [109] следует только ввести обозначения, соответствующие тепловой задаче, и внести изменения и дополнения, учитывающие конечные размеры сосуда. В итоге получается следующее условие устойчивости [c.491]

Аналогичные процессы наблюдаются на молекулярно-шерохо-ватых гранях. Таким образом, при неравновесном захвате в каждой пирамиде роста наблюдается неоднородность распределения примеси ло нормали к границе раздела в случае морфологически устойчивой грани и как по нормали, так и тангенциально — в случае неустойчивой грани [43 45 46, с. 15]. [c.22]

Относительно большие величины захватов при меньшей интенсивности перемешивания расплава и при высоких скоростях кристаллизации можно объяснить ячеисто-дендритной структурой поверхности раздела фаз [4]. Как показывает теория морфологической устойчивости плоской поверхности раздела кристалл— расплав, ячейки или дендриты могут образоваться при скорости кристаллизации большей, чем некоторая критическая скорость кристаллизации (Укрит)> определяемая условиями процесса кристаллизации. Проведенный расчет величин Гкрит показал, что в данном случае в системе нафталин—р-нафтол для разной интенсивности перемешивания расплава значения 1715рит находятся в интервале (1—2)-10 см1сек, т. е. практически во всей области скоростей кристаллизации плоская поверхность раздела неустойчива. При скоростях кристаллизации меньше критических следовало бы ожидать плоского фронта кристаллизации, т. е. отсутствия захвата маточного расплава между дендритами, однако адсорбция примеси по границам зерен и растрескивание гладкой поверхности раздела приводит к захвату расплава и при этих скоростях кристаллизации. Однако при небольших значениях равновесного коэффициента распределения (Ао = 1 -т- 5 или 0,2 1) и скоростях V < Укрит ошибка в определении кд будет небольшой. [c.18]

В чистых веществах, подвергаемых управляемой кристаллизахщи, всегда присутствует не изолированная примесь, а набор микрокомпонентов, различающихся по химическим свойствам и диапазонам относительных содержаний. Основными причинами изменения коэффициентов распределения одних примесей в присутствии других, по-видимому, являются химические взаимодействия между ними, а также влияние сопутствующих примесей на морфологическую устойчивость плоской границы раздела фаз. В первом случае исследуемая и сопутствующая примеси должны образовывать в расплаве соединения с отличными от исходного коэффициентами распределения. Изменение значения к для сурьмы в металлическом олове в присутствии алюминия объяснили [83] образованием в расплаве соединения А18Ь (начальные молярные доли обеих примесей-0,02%). [c.36]

Первый — анатомо-морфологическая устойчивость как следствие большой плотности структуры тканей, мелкоклеточности, утолщенности оболочек и незначительных размеров межклетников. [c.527]