Гомогенное и гетерогенное зародышеобразование

Из всех видов зародышеобразования рассматривается в этом разделе случай гомогенного, гетерогенного зародышеобразования, причем /(Гз) 11 (Гз) =/з —скорость зародышеобразования т1(Гз)— скорость роста зародыша. [c.15]

Чем отличается гомогенное зародышеобразование от гетерогенного Докажите с помощью зависимости Фольмера, что энергия активации процесса гетерогенного зародышеобразования меньше, чем гомогенного. [c.380]

Скорость зародышеобразования (гомогенного, гетерогенного) представляется в виде [c.153]

Различают гомогенное и гетерогенное зародышеобразование. [c.349]

Различают го.могенное н гетерогенное зародышеобразование. При гомогенном зародышеобразовании возникновение устойчивых зародышей происходит в аморфно фазе самопроизвольно вследствие агрегации. макромолекул. Скорость образования этих зародышей определяется лишь температурой кристаллизации. Для ее определения справедливо уравнение, полученное для неполимерных систем [c.268]

К первому и второму уровням иерархии относятся явления, происходящие на атомно-молекулярном и надмолекулярном уровнях-— это явления гомогенного и гетерогенного зародышеобразования. [c.7]

Гомогенное зародышеобразование Гетерогенное зародышеобразование Скорость зародьциеобразования [c.13]

Простейшая модель, на основе которой можно построить теорию зародышеобразования, — это процесс появления капли в объеме пересыщенного пара [2—6]. В этом случае зародышеобразование называется гомогенным. Гетерогенным оно будет считаться [c.178]

Параллельно с образованием зародышей из гомогенного пересыщенного раствора в реальных процессах кристаллизации наблюдается возникновение зародышей будущих кристаллов вследствие истирания (измельчения) кристаллов при их столкновениях друг с другом, со стенками аппарата или с лопастями механической мешалки. Такой процесс называют вторичным, гетерогенным зародышеобразованием он имеет не термодинамическую, а чисто механическую природу. [c.497]

Экспериментально было найдено, что скорости роста кристаллов полностью согласуются со вторым из этих выражений Аф. Более того, первое выражение Аф хорошо описывает скорости первичного зародышеобразования в тех случаях, когда принимаются меры для исключения первичного зародышеобразования, обусловленного присутствием в расплаве загрязняющих частиц постороннего вещества (гетерогенное зародышеобразование). Однако существуют серьезные основания полагать, что если такие предосторожности не соблюдаются, то количество первичных зародышей гетерогенного происхождения будет значительно превосходить число зародышей, образующихся в расплаве в результате гомогенных процессов. При этих условиях на температурную зависимость скорости первичного зародышеобразования будут в большой степени влиять все особенности происходящих процессов зародышеобразования. Если зародыши возникают в результате адсорбции молекул полимера на посторонних частицах, скорость их образования соответствует скорее зависимости Аф /(АТ), а не Аф АТу. Во всяком случае, ясно, что для любого из этих возможных механизмов движущая сила зародышеобразования уменьшается при более высоких температурах, но в то же время скорость, необходимая для преодоления молекулами барьера, характеризуемого значением Еп, при более низких температурах также уменьшается. В связи с этим следует ожидать, и это наблюдается в действительности, что выше или ниже определенной оптимальной температуры общая скорость кристаллизации уменьшается. [c.411]

Зародышеобразование. Полагают, что при быстром охлаждении расплава полимера до некоторой температуры ниже температуры плавления происходит хаотическое зародышеобразование, т, е. по всему объему в случайных местах возникают зародыши кристаллизации. Различают гомогенное и гетерогенное зародышеобразование. [c.109]

Гетерогенное зародышеобразование кристаллов. Из расплава. Как уже говорилось, зародышеобразование кристаллов происходит гораздо более охотно на твердой подложке,чем гомогенно, в отсутствии такой подложки. Гомогенное зародышеобразование кристаллов из жидкой фазы описывается уравнением (III.50), которое можно переписать в виде [c.97]

Гетерогенное зародышеобразование из расплава обсуждалось с использованием подобного же уравнения. Поскольку зародышеобразование на твердой подложке происходит в общем легче, чем гомогенное зародышеобразование, надо ожидать, что AG будет [c.97]

Температура зародышеобразования в очень малых металлических каплях в большинстве случаев гораздо ниже, чем в объемном жидком металле. В случае олова, например, температура образования зародышей в очень малых каплях на 85° С ниже, чем в объемном металле. Это приписывается распределению между каплями твердых частиц, катализирующих гетерогенное зародышеобразование. Если капли достаточно малы, только малая их доля будет содержать хотя бы одну каталитическую частицу, а в большинстве капель процесс зародышеобразования будет протекать по гомогенному, а не каталитическому механизму, что требует значительного переохлаждения. Однако объемный жидкий металл будет содержать по крайней мере несколько каталитических частиц, и благодаря высокой ско-])ости роста металлических кристаллов весь расплав затвердеет, как только температура упадет достаточно низко для того, чтобы произошло образование зародышей на наиболее активных частицах. А это требует сравнительно небольшого переохлаждения. [c.114]

Паунд и его сотрудники обсуждали гетерогенное зародышеобразование кристаллов из нара и исходили при этом из теории гомогенного процесса. Их трактовка допускает как изменение члена AG , так и оценку величины В путем рассмотрения адсорбции молекул пара на подложке и последующей их миграции по поверхности. [c.115]

Поскольку в растворах (в очищаемом веществе и в растворителе) всегда содержатся примеси в виде взвешенных частиц, пусть хотя бы и в небольшом количестве, то при рассмотрении кинетики кристаллизации необходимо принимать во внимание явления и гомогенного, и гетерогенного зародышеобразования. Результаты многочисленных опытов с использованием различных способов для наблюдения за зарождением и ростом кристаллов [354, 365—372] свидетельствуют о том, что в процессе кристаллизации может иметь место каждое из указанных явлений. [c.258]

Независимо от механизма влияния примесей гетерогенное зародышеобразование в полном смысле этого слова наблюдается только тогда, когда осаждение начинается в метастабильной области состояний раствора. При более высоких пересыщениях основным все-таки остается гомогенное зародышеобразование. Присутствие твердых частиц не исключает появления зародышей в объеме. К тому же число центров кристаллизации, возникших в объеме в рассматриваемых условиях, значительно превышает их число, обязанное своим появлением примесям твердой фазы. [c.54]

Кристаллизация начинается с образования зародышей, в роли которых могут выступать гетерогенные (по отношению к полимеру) примеси, либо гомогенные флуктуациоиные образования. В некоторых случаях резкая граница между гомогенным и гетерогенным зародышеобразованием отсутствует. — Примеч. науч. ред. [c.103]

Намного легче осуществляются гетерогенное зародышеобразование и кристаллизация. Скорость образования центров кристаллизации новой фазы ускоряется в присутствии поверхностей раздела, существовавших до образования центров новой фазы. Такими поверхностями раздела могут служить стенки сосуда, инородные включения в виде зерен и коллоидных частиц, дислокации и т. д. Наличие поверхностей раздела повышает поверхностную энергию системы, а это способствует снижению АРкр, т. е. величины энергии гомогенного зародышеобразования за счет уменьшения энергии поверхности раздела Д/ . [c.221]

Большое влияние на процесс кристаллообразования в расплаве оказывают различные примеси. Особенно важную роль в этом отношении играют механические примеси, находящиеся в расплаве в виде взвешенных частиц микронного и субмикронного размера и играющие роль затравки при образовании зародышей. Последнее объясняется тем, что работа образования зародышей на готовой поверхности (гетерогенное зародышеоб-разование) меньше, чем работа флуктуативного образования зародышей (гомогенное зародышеобразование) в объеме расплава. Такое гетерогенное зародышеобразование возможно лишь, когда расплав является лиофильным по отношению к поверхности частицы. Возникающий на ней в этом случае адсорбционный слой вызывает соответствующее структурирование прилегающего расплава, что приводит к облегчению образования зародышей на данной поверхности по отношению к зародыше-образованию в объеме расплава. Вследствие этого начало кристаллообразования обычно смещается в сторону меньших переохлаждений по сравнению с тем, что было бы, если бы исходный расплав был тщательно очищен от взвешенных частиц. Аналогичное явление имеет место и в случае кристаллизации на специально вводимых в расплав затравочных кристаллах, что широко применяется в различных способах выращивания монокристаллов. [c.109]

У-3). Как правило, кипеше и кавитация связаны с процессом гетерогенного зародышеобразования поэтому рассматриваемый случай гомогенного образования пузырьков пара внутри жидкой фазы отвоснгся к таким особым условиям, когда влияние стенок и инородных включений устранено. [c.149]

Гетерогенное зародышеобразование происходит благодаря наличию в жидкой фазе различных примесей или специально введенных веществ другой природы, чем полимер — так на -, зываемы.х искусственных структурообразователей. В качество зародып1еГ( могут выступать упорядоченные области в аморфных по.] имерах (кристаллические кластеры) или зародыши, образовавшиеся в других условиях при температурах выше Тпп Например, при кристаллизации полиднсперсных поли.меров в первую очередь будут образовывать зародыши высокомолекулярные фракции и дальнейшее зародышеобразование (макромолекулами других фракции) будет происходить уже на этих первичных зародышах, т. е. по гетерогенному механизму. Скорость образования зародышей при этом в значительной степени определяется скоростью адсорбции макромолекул на гетерогенных образованиях. Температурная зависимость скорости гетерогенного зародышеобразования такая же, как н для гомогенного, и описывается уравнениями, аналогичными уран- [c.269]

Как следует нз таб г. 4.4, параметр п неоднозначно характеризует механизм роста кристаллов. Так, прн к —3 могут образовываться или сферы (чаще всего сферолнты) при гетерогенном зародышеобразовании, илн диски прн гомогенном механизме образования зародыша. Поэтому дтя по учення однозначных результатов необходимо оценивать морфологию кристаллов другими методами, иапример чикроскоиическими. Иногда в киистических расчетах получаются дробные значения [c.271]

Пример 7.5.5.1. Стохастическая модель зародышеобразования. Необходимо в рамках стохастических представлений построить модель гомогенного и гетерогенного зародышеобразования (см. подраздел 8.7.1) для описания скорости образования кристаллов из жидкой фазы на основе представления о рождении и гибели кластеров [120]. При решении поставленной задачи считается, что зародышеобразование протекает по известной схеме случайного процесса гибели и рождения с конечным числом состояний [29, 99, 121, 122]. Пусть объем пересыщенного пара, незначительно превосходящий объем критического зародыша, содержит ( + 1) атомов или молекул. Символом Ео обозначим состояние этого объема, когда в нем содержится ( + 1) одиночных атомов пара, символом — состояние системы, заключающееся в образовании одного комплекса из двух атомов, — одного комплекса из трех атомов и, наконец, — одного комплекса из и атомов. Этот комплекс представляет собой критический зародыш жидкой фазы, который после присоединения еще одного атома (переход в состояние ) способен к дальнейшему самопроизвольному росту. Обозначим через ко вероятность перехода из состояния Ео в Ei, через А,] — вероятность перехода из состояния Ei в Ei а так далее, т. е. вероятности присоединения одиночных атомов к соответствующим комплексам. Через Ц] обозначим вероятность перехода из состояния Ei в Ео, через р2 — вероятность перехода из состояния в i и так далее, т. е. вероятности отрыва одиночш.1х атомов от соответствующих комплексов. Тогда граф-схема процесса будет иметь вид, представленный на рис. 7.5.5.1. Вероятность перехода системы из состояния Е в состояние 1 полагаем равной нулю ц( = 0), т. е. состояние Е для этой схемы является поглощающим. [c.689]

На основании этих результатов можно было предположить, что наличие надмолекулярных структур в растворах кристаллизующихся полимеров может определенным образом сказаться па кинетике кристаллизации полимеров из растворов па стадии, например, зародышеобразовапия, т. е. можно было предположить, что образующиеся в растворе устойчивые ас оциаты будут выполнять функции атермических зародышей. Если такое предположение справедливо, то, очевидно, изучение индукционного периода кристаллизации, величина которого в существенной степени зависит от того, имеет ли место гомогенное или гетерогенное зародышеобразование новой фазы [13], может дать сведения о характере структурирования раствора. Для того чтобы проверить это предположение, нами была разработана методика для изучения кинетики кристаллизации полимеров из разбавленных растворов [14]. Используя метод, основанный на принципе деполяризации света кристаллами [151, на примере раствора полиэтилена в декалине была изучена зависимость индукционного периода кристаллизации от термической предыстории раствора. [c.188]

Для наиболее эффективного использования существующих экспериментальных методов желательно работать с тонкими пленками полимера, в которых сферолиты достаточно велики и имеют хорошо координированные структуры. Вообще говоря, чем меньше плотность первичных зародышей, тем больше по размерам и лучше сформированы образующиеся из них сферолиты. Скорость гомогенного зародышеобразования можно регулировать выбором соответствующей температуры кристаллизации, однако часто это имеет меньшее значение, чем уменьшение случайного гетерогенного зародышеобразования, связанного с наличием примесей. Последнее в какой-то степени может быть достигнуто нагреванием полимера до температуры значительно более высокой, чем точка плавления, для дезактивации но крайней мере части гетерогенных зародышей, но при этом необходимы компромис- [c.449]

Анализ экспериментальных результатов, полученных методом капель , требует учета неравномерности распределения гетерогенных включений по образцам [8, 9, 185]. В пре-дыдуш,их работах этот вопрос рассматривался для случая конкуренции гетерогенного и гомогенного стационарного зародышеобразования [4, 8]. Однако даже для этого частного случая проблема проанализирована далеко не полностью, а иногда и не точно 162], не указаны аппроксимации функции распределения моментов кристаллизации образцов и пределы выведенных соотношений, не даны оценки дисперсии измеренных параметров процесса нуклеации. Поэтому целесообразно более полно проанализировать метод многих проб при следующих предположениях [162] [c.72]

Область, в которой не происходит зародышеобразования, выше 125°С. Область гетерогенного зародышеобразования от 125 до 100° С. Область более интенсивного зародьшеобразованил, происходящего, по-видимому, при помощи гетерогенных включений, от 100 до 85° С. Гомогенное зародышеобразов а- ние ниже 85° С. [c.42]

Каутский и др. [108, 109] предположили, что при кристаллизации капелек полимеров, за исключением полиэтилена и полипропилена, может дополнительно иметь место гетерогенное зародышеобразование на поверхности раздела капелька-жидкость. Это предположение особенно справедливо для более полярных полимеров. В связи с этим в опытах с кристаллизацией капачек можно определять только верхнюю температурную границу гомогенного зародышеобразования и наименьшее значение [c.45]

Гетерогенное зародышеобразование также может быть атермическим и термическим (разд. 5.1.3). Поскольку число гетерогенных зародышей ограничено, термическое зародьш1еобразование гетерогенного характера должно начинаться после израсходования всех существовавших зародышей. По-видимому, образование собственных кристаллов-зародышей - практически процесс атермический (разд. 5.1.4) В любом образце могут находиться все три типа зародышей, однако простое рассмотрение кристаллов не дает возможности четко разделить их на кристаллы, выросшие на термических и атермических заг родышах. Только тогда, когда видны особые детали структуры кристаллов, как, например, на рис. 5.18, можно сделать дополнительные выводы о характере зародышеобразования — гомогенном или на собственных кристаллах-зародьш ах в одном случае или гетерогенном -в другом. [c.100]

В случае олова изменение объема капли в 10 раз вызывает изменение АТ на 80° [Hollomon, Turnbull, 1953]. Обычно этому явлению дают следующее объяснение. Зародышеобразование металлов и других расплавов в объемной фазе происходит обычно на посторонних твердых частицах, присутствующих в расплаве (например, частички окислов металлов, шлака или пыли). Такое гетерогенное зародышеобразование происходит гораздо легче, чем гомогенное зародышеобразование в отсутствии твердых частиц. Благо- [c.86]

Торнбалл и Холломан обсудили зародышеобразование кристаллов ртути в жидких каплях ртути, в которые они намеренно вводили частицы, катализирующие гетерогенное зародышеобразование. Строя графики зависимости Ig /het от 1/(ГАГ ) (как описано в разделе 1И.12 и показано на рис. III.5 и III.6), они определили величину 16л7 ь>2Г /Ь/(3/сХ .) из наклона полученных прямых линий. Поскольку они уже раньше получили величину у для гомогенного зародышеобразования ртути, они смогли рассчитать Ъ (использовалась величина v = 31,2, которая несколько отличается от величины 28,1, данной в табл. III.1). Полученные значения Ъ приведены в табл. III.3. [c.98]

Гетерогенное зародышеобразование обсуждалось Торнбаллом с использованием видоизмененного уравнения (III.50) для гомогенного процесса. Величина AG , рассчитанная для гомогенного зародышеобразования, умножается на постоянную Ъ. Эта постоянная компенсирует уменьшение у под действием подложки, а также изменение формы зародыша. Кроме того, экспериментально установлено, что предэкспоненциальный множитель В в случае гетерогенного зародышеобразования имеет гораздо меньшую величину, чем в случае гомогенного зародышеобразования (например, 10 вместо 10 2). Эта разница приписывается гораздо меньшей суммарной площади растущих зародышей в гетерогенном случае, что связано с меньшим их числом. [c.115]

Зародышеобразование и параметры процесса А и О являются функциями температуры, концентрации и т. д. Когда А очень мало, модель Аврами аппроксимирует гомогенное (спорадическое) зародышеобразование когда оно велико, процесс является гетерогенным и последующие превращения происходят только за счет линейного роста зародышей. Полагая, что распределение зародышей является случайным и учитывая столкновение между растущими частицами Аврами показал, что процесс кристаллизации подчиняется общему выражению [c.218]

Особенно существенное влияние на увеличение скорости процесса кристаллизации оказывают примеси, находящиеся в растворе в виде взвешенных частиц, которые играют роль затравки при образовании зародышей [354—358]. Это явление объясняется тем, что работа образования зародышей на готовой поверхности раздела фаз (гетерогенное зародышеобразование) меньше, чем работа флуктуативного образования зародышей (гомогенное зародышеобразование) в объеме раствора. [c.257]