Образование и рост кристаллических зародышей

Рассмотрим модель кристаллизатора [22]. Если вместе с возникновением пересыш,ения происходит рост кристаллов и образование новых кристаллических зародышей, то зависимость пересыщения Ai от времени t выражается уравнением [c.169]

На образование и рост кристаллических зародышей существенное влияние оказывает вязкость жидкости. Чем ниже температура переохлажденной жидкости, тем больше ее внутреннее трение и тем труднее молекулы перемещаются с одного места на другое. Чем медленнее передвигаются молекулы, тем меньше вероятность образования кристаллических зародышей, но зато образовавшиеся зародыши обладают большей прочностью и перестают распадаться на отдельные молекулы. С повышением температуры вязкость жидкости уменьшается, образование зародышей облегчается, но одновременно становятся более благоприятными условиями и для разрушения скоплений атомов и молекул. При некоторой температуре для каждого раствора или расплава зародыши появляются в наибольшем количестве. [c.230]

Структура и поляризация. Образование нового кристаллического зародыша связано, как это указывалось в 2, с расходом добавочной энергии и, следовательно облегчается с ростом поляризации. Эта зависимость хорошо иллюстрируется рис. 49 на примере электрокристаллизации серебра в растворе нитрата серебра. [c.130]

Очевидно, что если какие-либо обстоятельства в процессе электролиза не приведут к сдвигу потенциала в отрицательную сторону до значений, при которых возможно образование новых кристаллических зародышей, то кристаллизация будет направлена по пути роста уже имеющихся кристаллов. [c.121]

Размер кристаллов твердой фазы определяется соотношением скорости образования и роста кристаллических зародышей. В зависимости от режима достижения пересыщенного состояния системы (скорость охлаждения, скорость удаления растворителя, перемешивание) могут быть получены кристаллы самых различных размеров. Кристаллизация из переохлажденных растворов, когда скорость образования кристаллических зародышей существенно превосходит скорость роста кристаллов, благоприятствует получению мелкокристаллических осадков. Наличие в системе готовой поверхности раздела фаз (стенки сосуда, суспендированные кристаллы) облегчает образование кристаллических зародышей и препятствует достижению пересыщенного состояния. [c.483]

По мнению Геришера [61], мелкокристаллическая структура покрытий свидетельствует о том, что образование новых кристаллических зародышей протекает легче, чем рост развивающихся кристаллов. Автор считает, что ингибиторами роста кристаллов в комплексных электролитах являются частицы лигандов, которые обладают значительной адсорбционной способностью. Так как эти частицы затрудняют рост образовавшихся кристаллов, у поверхности последних возникает пересыщение по отношению к адсорбированным ад-атомам, что в свою очередь приводит к образованию новых зародышей. Вероятность их возникновения повышается также вследствие того, что под влиянием лигандов уменьшается свободная энергия поверхности для образования повой фазы. [c.28]

Ориентировочно оценена удельная поверхностная энергия на границе кристалл — раствор при 90 С для фторида алюминия, которая характеризует вероятность образования и роста кристаллических зародышей. [c.13]

Другое явление, препятствующее правильному росту — поликристаллический рост, т. е. образование новых кристаллических зародышей на контакте с монокристаллом (разделы П.25 — П.29). [c.258]

Образование устойчивых кристаллических зародышей при микрохимических реакциях обмена значительно облегчается тем обстоятельством, что взаимодействие растворов и образование кристаллического вещества происходят на предметном стекле, которое играет роль поверхности раздела. Если, кроме того, на предметном стекле имеются микротрещины, неровности и т. д., образование зародышей и последующий рост кристаллов будут происходить в первую очередь в этих местах, так как при этом работа образования зародышей минимальна и может быть отрицательной, т. е. возникновение их становится возможным даже в ненасыщенных растворах. [c.11]

Процесс кристаллизации характеризуется двумя видимыми периодами образованием мельчайших кристаллических зародышей — центров кристаллизации — и их ростом. От скорости протекания процессов в обоих периодах зависят величина и форма кристаллов. Чем больше образуется в начальном периоде кристаллических зародышей, тем больше получится конечных кристаллов и тем меньше будут их размеры, так как определенное количество кристаллической массы распределится на большее число кристаллов. Поэтому для получения крупных кристаллов надо создать в начальном периоде кристаллизации такие условия, при которых число образующихся в растворе кристаллических зародышей не было бы чрезмерно большим. [c.150]

Образование и рост кристаллических зародышей [c.24]

Действительное пересыщение в кристаллизаторе периодического действия однозначно определяется условиями кристаллизации [15—18]. Если одновременно с возникновением пересыщения происходит рост кристаллов и образование новых кристаллических зародышей, [c.98]

Заключение о возможности получения макромолекул полимеров, закристаллизованных в выпрямленных конформациях в ходе полимеризации, правомерно только в тех случаях, когда наряду с детальным исследованием структуры и свойств образующегося полимера проводится изучение кинетики и механизма реакции полимеризации. Каваи выдвинул три необходимых условия образования КВЦ при полимеризации [53] во-первых, реакция инициирования должна протекать быстро и приводить к образованию активных кристаллических зародышей во-вторых, последующий рост цепи должен происходить по механизму живой полимеризации с последующим осаждением растущих сегментов без складывания или поглощения активных концов макромолекул в кристалле и, в-третьих, рост кристаллов должен осуществляться путем непосредственного добавления мономера к активным концам макромолекул, уже входящих в кристалл. При невыполнении этих условий в реакционной системе будет происходить осаждение образующихся макромолекул на полимерных кристаллах и экранирование реакционноспособных концов цепей, что приведет к получению несовершенных кристаллов. В этом случае в ходе полимеризации увеличение степени превращения не приводит к повышению молекулярной массы образующегося полимера, тогда как при образовании КВЦ должна наблюдаться пропорциональность между степенью конверсии и молекулярной массой. [c.138]

Исходя из данных, представленных в табл. 3 и 4, можно прийти к выводу, что при электроосаждении на металлической поверхности образование нового кристаллического зародыша не имеет места, а происходит рост отдельных активных участков электрода. От числа и размера таких участков зависят как количество растущих кристаллов, так и потенциал выделения металла в начальный момент электролиза. [c.21]

Методика расчета кристаллизаторов периодического действия подробно изложена в монографии [56], где использована математическая модель кристаллизатора с перемешиванием и отбором конечного продукта при завершении технологического процесса. Упрощенные математические модели кристаллизаторов из растворов описаны в [57]. В частности, в работе [57] описана кинетика кристаллизации из растворов с учетом роста кристаллов и образования новых кристаллических зародышей, которыми сопровождаются условия возникновения состояния пересыщения раствора. В работе [58] кинетическая модель процесса кристаллизации строится в предположении, что тепловой эффект кристаллизации незначителен, степень пересыщения [c.38]

Известно, что кристаллизация из растворов включает в себя две основные стадии образование кристаллических зародышей и их дальнейший рост, взаимодействие между собой и с маточным раство-,ром. Соответственно, кинетика кристаллизации характеризуется двумя величинами скоростью образования зародышей и скоростью роста кристаллов. В зависимости от свойств веществ, условий проведения процесса и требований к конечному продукту обе или одна из этих стадий могут оказаться лимитирующими. [c.145]

Ад-атомы в процессе электрокристаллизации участвуют или в образовании кристаллических зародышей, или в их росте. При этом атомы должны принять ориентированное положение в кристаллической решетке. Торможение в этой стадии электродного процесса сопровождается возникновением перенапряжения. Общее перенапряжение кристаллизации складывается из величин перенапряжения, отвечающих образованию двухмерных (ti ) и трехмерных (т) ) зародышей и присоединению ад-атомов к кристаллической решетке (т]з). Преобладание той или иной составляющей определяется природой осаждае- [c.509]

Скорость протекания всего процесса в целом контролируется стадией, сопровождающейся наибольшими торможениями. Причинами торможения могут быть замедленная доставка разряжающихся ионов к катоду — концентрационное перенапряжение (1-я стадия) замедленный разряд ионов, который обусловлен медленным переносом заряда через двойной электрический слой и связанным с этим изменением физико-химического и энергетического состояния ионов (дегидратация, десольватация, распад комплексных ионов и др.) — электрохимическое перенапряжение (2-я стадия) трудности, связанные с построением кристаллической решетки замедленная диффузия ад-атомов (ад-ионов) по поверхности катода к местам роста кристаллов, задержка при вхождении атомов в кристаллическую решетку или при образовании двух- или трехмерных кристаллических зародышей, т. е. то, что характеризует так называемое кристаллизационное перенапряжение (3-я стадия). Величина последнего сравнительно невелика и зависит от природы металла и от состояния поверхности катода, которое в ходе электролиза меняется в результате адсорбции посторонних ионов, молекул и органических веществ. [c.335]

Из изложенного можно сделать вывод, что структура электролитических осадков определяется соотношением скоростей образования кристаллических зародышей и их роста, в котором основную роль играют диффузионные и пассивационные явления. Чем выше относительная скорость образования зародышей, т. е. чем больше образуется новых кристаллов в единицу времени, тем более мелкозернистыми должны быть осадки, и наоборот. Так как для образования кристаллических зародышей требуется более [c.337]

Из уравнений (18.7) — (18.11) следует, что с понижением температуры ниже температуры плавления растет вероятность образования зародышей рост (АТ ) ], но уменьшается скорость доставки молекул к поверхности зародышей (рост Е вследствие увеличения вязкости). Поэтому скорость образования кристаллических зародышей с понижением температуры проходит через максимум. [c.324]

Процесс электрокристаллизации металлов, несмотря на свою специфичность, протекает в основном по законам, являющимся общими для процесса образования кристаллов при конденсации пара или выделения твердой фазы из раствора. Формирование кристаллов связано с двумя последовательно протекающими стадиями образованием кристаллического зародыша внутри гомогенной фазы (газа, раствора) или на поверхности твердой фазы и его последующим ростом. [c.362]

Один из возможных механизмов заключается в том, что вначале образуется кристаллический зародыш, затем линейные размеры кристалла увеличиваются. Для образования кристаллов малых размеров скорость образования кристаллических зародышей должна быть высокой, а скорость линейного роста кристаллов — малой. Скорость образования кристаллических зародышей тем больше, чем больше степень пересыщения раствора или переохлаждения конденсирующейся газообразной фазы. Скорость линейного роста кристаллов тем больше, чем больше концентрация вещества, которое кристаллизуется, и чем выше температура. Отсюда следует, что для образования кристаллов коллоидной степени дисперсности необходима большая степень пересыщения растворов. Для практически нерастворимых веществ этого достигнуть нетрудно. [c.386]

По мнению авторов, денрессаторы, будучи веществами поверхностно-активными по отношению к парафину, оказывают тормозящее действие на развитие кристаллов и препятствуют образованию новых кристаллических зародышей. Вследствие этого повышается предельная степень пересыщения растворов парафина в период кристаллизации, не вызывающая появления новых, кристаллических зародышей, что приводит к укрупнению образующихся кристаллических структур и к уменьшению их числа на единицу объема раствора. При этом кристаллообразование начинает идти не в направлении свободного роста протяженных индивидуальных кристаллов, а путем дендритной (агрегатной) кристаллизации с образованием компактных кристаллических скоплений, не спаянных друг с другом в единую кристаллическую сетку и по этой причине не способных иммобилизовывать всю массу раствора, что сказывается в виде понижения температуры застывания данного продукта. [c.19]

Прп температуре выше точки фазового перехода ij > и АФ > О, поэтому образование и рост кристаллического зародыша невозможны. Наоборот, если исходная фаза переохлаждена (пересыщена), то jUj < i ii, ДФ при некотором критическом радиусе зародыша г,, достигнет максимума АФмакс и начнет убывать с дальнейшим ростом г. Следовательно, в рассматриваемом случае возможны образование и рост зародыша, причем скорость этого [c.683]

При приготовлении золей золота по методу зародышей можно наблюдать протекание двух процессов — роста кристаллических зародышей, внесенных при приготовлении золя, и получения новых коллоидных частиц, механизм образования которых аналогичен описа1 ному выше. [c.175]

В связи с этим процессы выделения кристаллов не представляют такого интереса, так как в пересыщенном растворе в большинстве случаев образование новых кристаллических зародышей (Ausflo kung) происходит значительно быстрее, чем дальнейший рост на имеющейся поверхности кристалла большего размера. Поэтому в последующем вопросы выделения будут затрагиваться лишь тогда, когда вследствие крайне ничтожного пересыщения зародыши образуются очень медленно. [c.733]

Общими условиями образования губчатых осадков на катоде является пониженная концентрация соли металла в электролите и высокая плотность тока. При этом вследствие резкого понижения концентрации разряжающихся ионов в прикатодном слое достигается предельный ток диффузии этих ионов. Рост кристаллических зародышей в этих условиях происходит преимущественно на выступах, дефектах кристаллической решетки, а не на всей поверхности. Образующиеся дендритообразные кристаллы не связаны между собой и растут в направлении силовых линий электрического поля, т. е. перпендикулярно к аноду. Такие осадки, неплотные, рыхлые, легко осыпаются с катода. С повышением плотности тока и снижением температуры электролита образуется губчатый осадок более мелкозернистый, объемный и рыхлый. В процессе формирования губчатых осадков истинная плотность тока существенно снижается из-за резкого увеличения поверхности, что вызывает укрупнение отдельных частиц осадка. [c.122]

Процесс кристаллизации начинается с образования зародышей в виде очень мелких кристалликов бикарбоната натрия. На образовавшихся зародышах кристаллизуются новые порции НаНСО ,, в результате чего происходит рост кристаллов. Наряду с ростом кристаллических зародышей, образовавшихся в начале процесса, продолжается процесс возникновения новых кристалликов-зародышей. В результате, чем больше образуется кристаллических зародышей, тем меньше размер кристаллов в конце процесса, так как бикарбонат натрия дробится на большее число частиц. Следовательно, для получения крупных кристаллов процесс кристаллизации должен проходить с образованием возможно меньшего количества зародышей в начале процесса и протекать в дальнейшем преимущественно в сторону их роста, а не образования новых кристаллов. [c.208]

Мы обратим внимание лишь на принципиальные представления и остановимся на основных выводах теории. В известном смысле развитые Франком и Ван-дер-Мерве представления являются продолжением модели Странского [49, 50] относительного изоморфного роста двух ионных кристаллов (типа Na l) с равными параметрами, но различными зарядами. Странский на упрощенной модели показал, что при малом пересыщении невозможно образование трехмерных кристаллических зародышей критической величины. Рост должен, якобы, осуществляться слоями, причем растворимость этих слоев различна [c.285]

Выше МЫ рассмотрели процесс образования металлических кристаллов на катоде. Адсорбция посторонних частиц на поверхности растущего кристалла затрудняет доступ к ней разряжающимся ионам, образование же плотного адсорбционного слоя вообще прекращает рост кристалла. Поэтому в присутствии добавок часть катодной поверхности оказывается блокированной, что вызывает увеличение фактической плотности тока на свободных участках (если сила тока в цепи поддерживается постоянной, как это обычно имеет место на практике). Увеличение плотности тока сопровождается повышением поляризации, что облегчает образование новых кристаллических зародышей. Не вдаваясь в детали, картину образования поликристаллического осадка на катоде для случая, когда электролит содержит поверхностноактивные вещества, можно представить себе следующим образом. Адсорбция добавки и образование блокирующего слоя требуют известного времени. Поэтому если скорость обновления поверхности кристалла велика, то блокирующий слой образоваться не успевает и кристалл продолжает расти. Однако блокирование поверхности сразу наступает, если плотность тока на гранях растущего кристалла опустится ниже некоторого предела. Понижение же плотности тока на растущйх кристаллах происходит вследствие локального обеднения ионами металла прилегающего к кристаллу слоя электролита на катоде все время происходит перераспределение тока между теми кристаллами, которые уже успели истощить вокруг себя электролит, и теми, которые только начинают свой рост. Чем интенсивнее добавка блокирует поверхность металла, тем короче оказывается период роста каждого кристалла и тем мельче структура получающегося осадка. [c.42]

Выше мы рассмотрели процесс образования металлических кристаллов на катоде. Адсорбция посторонних частиц на поверхности растущего кристалла затрудняет доступ к ней разряжающимся ионом. Образующийся при этом плотный адсорбционный слой вообще прекращает рост кристалла. Следовательно, в присутствии добавок часть катодной поверхности оказывается блокированной, что вызывает увеличение фактической плотности тока на сврбодных участках (если сила тока в цепи поддерживается постоянной, как это обычно имеет место на практике). Увеличение плотности тока сопровождается повышением поляризации, благодаря чему облегчается образование новых кристаллических зародышей. [c.107]

Вода является не только одним из компонентов реакции природного синтеза целлюлозы, о и обязательной средой этого синтеза. Представляет существенный теоретический интерес вопрос о механизме тех превращений, которые претерпевают синтезированные по матричному типу макромолекулы целлюлозы вплоть до возникновения надмолекулярных образований, где макромолекулы находятся частично в закристаллизованном и частично в аморфном состояниях. Несомненно, этот переход совершается через нестабильный раствор молекул целлюлозы в воде, из которого полимер или выпадает в виде аморфной фазы с последующей кристаллизацией этой фазы, или отделяется непосредственно в виде несовершенной кристаллической фазы по принципу об-paзoвa ния и роста кристаллических зародышей, минуя стадию выделения аморфной фазы возможно, наконец, что между исходным и кристаллическим состояниями система проходит стадию одно- и двухмерного упорядочения, т. е. жидкокристаллического состояния. Последнее не исключено, если иметь в виду способность жесткоцепных молекул к образованию мезофазы при достижении определенной критической концентрации полимера в растворе. [c.229]

Зародышеобразование в растворах. Предэкспоненциальный множитель в выражении для скорости образования зародышей в растворе пропорционален квадрату плотности растворенного вещества п и потоку частиц на поверхности кристаллического зародыша, площадь которого пропорциональна Ала . В случае раствора этот поток определяется скоростями диффузии и пристройки частиц к зародыщу. Пристройка частиц требует разрывов их связей с растворителем, т. е. преодоления потенциального барьера. Этот процесс изучен очень плохо. Имеющиеся данные позволяют лишь оценить энергию активации для полного процесса доставки частиц в решетку макроскопического кристалла. Так, для роста грани [c.279]

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]

Формирование частиц мыльного загустителя проходит через следующие стадии образование центров кристаллизации (зародышей), рост и развитие этих центров. Первичный центр кристаллизации мылнной частицы представляет собой определенную комбинацию молекул мыла (ассоциат), дальнейший рост которого и образование частицы оптимальных размеров осуществляются в результате диффузии молекул мыла из пе1ресыщенного раствора к поверхности кристаллического зародыша. Таким образом, формирование структуры мыльных смазок связано с образованием ми-.целл, последующего построения из них волокон (надмицеллярных структур) и формирования структурного каркаса смазки, придающего ей пластичность и другие характерные свойства. [c.364]

Кинетика кристаллизации. Кристаллизация полимеров (возникновение координационного и ориентационного дальнего порядка) включает две стадии образование зародышей кристаллизации (зарождение новой фазы внутри исходной) и собственно рост кристаллической фазы. Кинетика изотермической кристаллизации полимеров приблизительно описывается уравнением Колмогорова - Аврами, выведенным для низкомолекулярных веществ с учетом двухстадийности процесса кристаллизации [c.145]

В самом деле, для конденсированных адсорбционных слоев характерно упорядоченное расположение образующих их органических молекул, а потому процесс двумерной конденсации в какой-то степени аналогичен росту кристаллических структур. Здесь также необходимо образование зародышей новой двумерной фазы при благоприятной ориентации соседних молекул адсорбата. Поэтому в процессе перестройки адсорбционного слоя возникает своеобразный индукционный период , резко замедляющий кинетику суммарного адсорбционного процесса. По аналогии с кинетикой зародышеобразования в процессе электрокристаллизацин металлов, зависимость от времени той доли поверхности, которая покрыта конденсированной пленкой (0к.п), можно описать уравнением [c.82]

Рассмотрим процесс кристаллизации расплава индивидуального вещества, пренебрегая содержащимися в нем примесями. При охлаждении расплава до температуры плавления соответствующего ему твердого вещества в нем возникают флуктуации плотности, которые представляют собой относительно большие скопления частиц (молекул, атомои или ионов) вещества с ориентированным расположением, приближенно подобно тому, как это имеет место в кристаллической решетке. Такие скопления можно рассматривать как некие комплексы, агрегаты или ассоциаты их иногда называют дозародышевыми образованиями. Но они еще не являются стабильными образованиями число частиц в них вследствие теплового движения в расплаве различно и не постоянно. Сталкиваясь друг с другом, такие конфигурации групп частиц могут укрупняться или распадаться в зависимости от соотношения действующих в них межмолекуляр-ных сил и воздействия на эти частицы молекул расплава. При дальнейшем понижении температуры расплава, т. е. при его переохлаждении, преобладающее влияние будет проявлять первый из указанных эффектов. Размеры образований при этом в целом будут увеличиваться до некоторой критической величины. В результате в расплаве начинается образование зародышей кристаллов ( критических кластеров ), которые и становятся центрами кристаллизации. Скорость их образования определяется заданным переохлаждением расплава. По достижении определенного переохлаждения расплава после образования в нем зародышей кристаллов на последних начинается выделение твердой фазы, характеризующееся той или иной скоростью роста образующихся кристаллов. Одновременно может [c.106]