Кинетика фазовых превращений

Математическое описание кинетики фазовых превращений [c.221]

Для малых систем (число узлов 10 — 10 ) система ур-ний относительно ф-ции Р(д,х) м. б. решена численно методом Монте-Карло. Этап релаксации системы к равновесному состоянию позволяет рассмотреть разл. переходные процессы при исследовании кинетики фазовых превращений, роста кристаллов, кинетики поверхностных р-ций и т.д. и определить их динамич. характеристики, в т.ч. и коэф. переноса. [c.420]

Теперь необходимо вывести общее уравнение, описывающее кинетику фазовых превращений и учитывающее исключение некристаллизующихся звеньев из решетки. По сути дела, этот вывод включает учет изменений скорости первичной нуклеации и [c.261]

Интересно проследить за изменениями константы скорости кристаллизации и ее температурного коэффициента при изменении концентрации полимера. Для удобства можно избрать в качестве меры скорости время то.д, при котором степень завершенности перехода достигает 10%. Таким путем можно провести рациональное сравнение систем с различной концентрацией полимера, избежав осложнений, связанных с изменениями переохлаждения при изотермической кристаллизации. Независимо от номинальной концентрации, начальные участки изотерм соответствуют упрощенной математической формулировке кинетики фазовых превращений, выражаемой уравнением (191). Поэтому при анализе экспериментальных данных мы исходим из обычного выражения для константы скорости к. Таким образом [c.272]

Особенностью метода обращенной хроматографии при изучении фазовых переходов являются относительная простота в постановке и проведении эксперимента и возможность быстрого измерения хроматографических характеристик для летучих стандартных веществ различного типа при использовании небольших количеств изучаемых полимеров. Другим преимуществом обращенной газовой хроматографии по сравнению с широко используемыми методами, основанными на измерении теплового эффекта фазового перехода, является возможность изучения фазовых переходов, характеризующихся медленной кинетикой фазовых превращений. [c.278]

Метод экспрессен, так как вся рентгенограмма получается за 10—15 с, что позволяет изучать кинетику фазовых превращений, изменения при деформации и т. п. [c.261]

Исследования кинетики нуклеации в расплавах дают представление о возможностях метода статистического термического анализа при изучении диаграмм состояния и кинетики фазовых превращений. Если начало процесса сопровождается заметным термическим эффектом, метод СТА может быть использован аналогичным образом для исследования кинетики фазовых переходов первого рода в расплавах, растворах и твердых телах. Статистический термический анализ повышает точность, надежность и достоверность данных терми- [c.101]

Особенности образования трехмерных зародышей должны иметь наибольшее значение для кинетики фазового превращения в самом начале процесса возникновения новой фазы. Однако их роль может быть велика и в том случае, когда рост уже имеющихся зародышей практически невозможен и развитие фазы совершается через непрерывно повторяющийся процесс появления новых трехмерных зародышей. При электрокристаллизации этому отвечают или первые моменты электролиза, когда осаждение происходит на подкладке из другого металла, или же очень быстрое отравление поверхности образовавшихся зародышей, в результате чего прекращается их дальнейший рост. Однако при установившемся режиме электролиза несравненно большее значение имеют закономерности роста трехмерных [c.430]

Если продолжительность тангенциального роста центра новой фазы до размеров грани кристалла значительно меньше или порядка времени ожидания появления центра, то для больших значений параметра р кинетика фазового превращения типа жидкость (газ) — кристалл описывается однослойной моделью превращения. В противном случае процесс лучше описывается двухслойной моделью. Если же время тангенциального роста центра до размеров грани кристалла достаточно велико по сравнению со средним временем образования одного центра, то для больших значений параметров р и тпк вопрос о механизме фазового превращения [c.202]

Выведены уравнения диффузии взаимодействующих частиц. Показано, что эти уравнения описывают эволюцию распределения частиц в многокомпонентных системах, в том числе и кинетику фазовых превращений при изотермических условиях. Выделены дальнодействующая и короткодействующая составляющие межчастичных взаимодействий. Получены выражения, связывающие химические потенциалы и активности частиц в многокомпонентных системах с характеристиками межатомных потенциалов. Исследовано влияние внутренних силовых полей на скорость химических процессов. Показано, что введение примеси может существенно изменить энергию активации процесса, и рассмотрена модель гомогенного катализа без образоваиия промежуточных соединений с катализатором. Библиогр. 11. [c.222]

КИНЕТИКА ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ [c.27]

Особое значение имеет изучение процесса массообмена на стадии формования пленок. При формовании скорость удаления растворителя или введения осадителя в раствор полимера определяет кинетику фазовых превращений в системе. При этом важно установить время достижения в различных по глубине слоях жидкой пленки раствора полимера тех критических составов, когда происходит переход от одно- к двухфазному и далее — к студнеобразному состоянию, что определяет особенности надмолекулярной структуры и свойства готового продукта. [c.43]

Во второй главе дан критический обзор работ по исследованию зависимости реакционной способности веществ от их состава. Изучение кинетики растворения бинарных сплавов, каталитической активности и кинетики фазовых превращений в сплавах следует считать первыми попытками введения элемента времени в физико-химическую диаграмму. [c.6]

Кинетика фазовых превращений описывается уравнением, аналогичным (1.15) [c.47]

Н. Н. Ефремов был первым ученым, который систематически применял эффективные методы физико-химического анализа для изучения систем, составленных различными органическими веществами. Для исследования органических фаз он использовал поляризационный микроскоп, регистрирующий пирометр Н. С. Курнакова, механический пресс А. Г. Гагарина и другие приборы. Он разработал простой и оригинальный способ изучения микроструктуры этих систем в проходящем свете. Для исследования кинетики фазовых превращений Н. Н. Ефремовым с сотрудниками был предложен метод микрокиносъемки в обыкновенном и в поляризованном свете. [c.148]

Кинетика фазовых превращений и кинетика химических реакций содержат общие положения, но вместе с тем им присущи и свои характерные особенности. В частности, порядок процесса образования зародышей имеет другой физический смысл. Он сводится к числу частиц, взаимодействующих между собой на последней стадии образования зародыша. Это не число молекул или ионов, участвующих в процессе вообще. Попытки представить порядок процесса как общее число слагающих зародыш простейших частиц нельзя признать удачными. Их несостоятельность очевидна, поскольку трудно представить себе частицу новой фазы, содержащую всего лишь 2—4 молекулы или иона [17, 201. Поэтому ближе к истине предположение о том, что связано с завершающим актом перехода от ассоциата или аморфной частицы к кристаллу. [c.50]

Описывающие начальный период кристаллизации закономерности подчеркивают аналогию между кинетикой фазовых превращений и кинетикой химических реакций. Следовательно, само стремление описывать процесс кристаллизации, исходя из кинетических представлений, целесообразно. [c.92]

Фосфорные удобрения, как и любые кристаллические или аморфные продукты, склонны к слеживаемости и обладают своей гигроскопической точкой. Поскольку во многих случаях слеживаемость вызывается частичным растворением и последующей кристаллизацией вещества, приходится учитывать кинетику фазового превращения. [c.171]

Анализ теоретических положений показывает, что большое влияние температуры на скорость кристаллизации полимеров вполне может быть объяснен, исходя из общих положений кинетики фазовых превращений. [c.281]

Таким образом, и в этом случае основным механизмом образования адгезионного соединения является взаимодиффузия между адгезивом и субстратом. Однако разрушение и прочность соединения определяются конкуренцией деформационно-прочностных свойств различных слабых слоев , структура, размеры и состав которых в каждом конкретном случае определяются движением фигуративной точки в поле диаграммы состояния, кинетикой фазовых превращений, скоростью диффузии. [c.262]

Конечным результатом математического анализа механизма и кинетики фазового превращения жидкость — кристалл при одновременном протекании процессов образования зародышей и макроскопического роста новой (кристаллической) фазы является уравнение Колмогорова — Аврами [c.180]

Это стремление к компактной упаковке частиц у рыхлых структур неоднократно отмечалось исследователями [46 51]. В ряде случаев оно послужило основой для объяснения особенностей кинетики фазовых превращений [52]. [c.33]

Объемная дилатометрия с большим успехом используется не только для определения теплового расширения твердых тел и жидкостей, но и для исследования фазовых превращений в полимерах. Физической основой применения дилатометра в этих целях является происходящее при фазовых превращениях изменение объема, обусловленное изменением расстояния между атомами и молекулами. Дилатометрия часто является наиболее простым, доступным п точным методом исследования кинетики фазовых превращений, в частности кристаллизации [c.29]

Методика пробы ИМЕТ позволяет изучить структуру ц механические свойства образца из стали при заданном терлшческом цикле сварки на всем его протяжении. На рис. 17. 8 [83] приведена схема установки нагрев образцов осуществляется теплом Джоуля до температуры примерно 1300° С, возможной при электрическом контактном нагреве. При изучении кинетики фазовых превращений структуру исследуемого образца фиксируют па ленте осциллографа при больших скоростях охлаждения. Для определения механических свойств используют разрывные машины усилием до 1200 кГ. [c.252]

Логическим выводом из такой модели является попытка описания кинетики процесса с помощью уравнения Аврами, т. е. в терминах кинетики фазового превращения [27]. Естественно, что поскольку экспериментальная зависимость глубины превращения от времени описывает не структурный переход непосредственно, а химическое превращение, то нельзя приписывать показателю Аврами строгий физический смысл. Но наличие связи между первым и вторым явлением приводит к тому, что влияние структурного перехода проявляется в том, что кинетический закон приобретает специфический вид. [c.100]

Для описания кинетики фазового превращения типа кристаллизации широко используется так называемое уравнение Аврами [c.289]

Изотермы кристаллизации анализировали в соответствии с модифицированным для полимеров [10] уравнением Аврами [11], описывающим в общем виде кинетику фазового превращения. Согласно этому уравнению, [c.72]

В области сверхвысоких давлений (см. Высоким давлением обработка материалов) получены кристаллические модификации углерода (кубический алмаз, гексагональный лонсдэлеит), двуокиси кремния (моноклинный коусит и тетрагональный стишовит), нитрида бора (кубический боразон со структурой сфалерита и гексагональная модификация со структурой вюр-цита). При высоких давлениях увеличивается вклад металлической связи,что установлено для алмаза, кремния и германия. Кремний при давлении 123 ООО ат и германий при давлении 200 ООО ат приобретают структуру белого олова и св-ва металлов. Большое влияние на П. в м. и на кинетику фазовых превращений оказывают примеси, проникающее излучение (нейтроны, гамма - лучи), [c.219]

Реалшая граница фаз обычно не совпадает с инвариантной плоскостью, и тогда ее можно разбить на участки когерентных границ, отдаленных друг от Друг не (сими ступеньками . Эти ступеньки играют принципиапьную роль в кинетике фазового превращения, так как на них реализуется перестройка элементарной ячейки кристаллической решетки и с ними связано понятие даслокаций превращения. Впервые это было понято и описано применительно к процессу механического двойникования (Влади- мир< ий, 1947 [84] Франк и Ван-дер-Мерве, 1949 [85]), поэтому именно тот случай мы используем для определения двойникующей дислокации I как примера дислокации превращения. [c.29]

В монографии рассмотрены кинетические закономерности нестационарного и неизотериического процесса спонтанного образования кристаллов из жидкой фазы. Проведен теорети-иеский анализ статистических закономерностей кинетики начальной стадии зарождения центров кристаллизации, на основе него разработаны экснернлсентальные мегоды определения кинетических параметров процесса образования кристаллов одной или различных полиморфных модификаций. Описана установка статистического термического анализа и результаты исследования кинетики фазовых превращений в расплавах металлов, полупроводников, диэлектриков и в водных растворах неорганических солей, реально используемых для выращивания технически ценных кристаллов. [c.2]

Кидяров Б. И., Митницкий П. Л. Статистический термический анализ и его использование при исследовании диаграмм состояния и кинетики фазовых превращений,— Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук , 1974, N 9, вып. 4, с. 96—99. [c.125]

Современная теория кристаллизационного твердения гипса и других вяжущ,их веществ разработана П. А. Ребиндером, В. Б. Ра-тиновым, Е. Е. Сегаловой и др. Эта теория основывается на многочисленных экспериментальных исследованиях, проведенных в соответствии с современными воззрениями на строение растворов и кинетику фазовых превращений в гетерогенных системах. [c.34]

Сравнительно небольшие добавки легирующих элементов групп IV6 — Vife, а также нек-рых элементов других групп (Fe, Al, Si и др.) оказывают существенное влияние на кинетику фазовых превращений урана, обеспечивая возможности получения путем надлежащей термич. обработки мелкозернистой кристаллич. структуры а-фазы, обладающей значительно более высокими физико-механич. свойствами, в частностп большей стабильностью под облучением, по сравнению с нелегированным ураном. Сплавы на основе a-U широко пспользуются в ядериой технике. [c.178]

Интересно отметить, что стабилизация различных неравновесных состояний (аморфное состояние в сурьме [207], высокая степень пересыщения медью в твердом растворе А1—Си [199], метастабильные фазы в сплавах Zn — Sb [200] и т. п.) как в однокомпонентных, так и в двух- и многокомпонентных вакуумных конденсатах определяется критической толщиной h . Величина h является важнейшим параметром наряду с температурой Г, давлением Р и концентрацией компонентов (л ,-, i = , 2...), особенно в тонких пленках. Она определяет также и кинетику фазовых превращений скорость и характер перехода из аморфного состояния в кристаллическое диффузионным или бездиффу-зионным путем [207], скорость и степень распада пересыщенных твердых растворов [199] и т. д. [c.58]

Исследования 50-х годов в области термодинамики микрогетерогенных систем показали, что, несмотря на согласие с опытом [196, 202—205], кинетика фазовых превращений включает в себя ряд неоправданно грубых допущений, не учитывающих особенностей таких малых объектов, какими являются зародыши новых фаз. Неправильность отождествления свойств зародыша со свойствами макроскопической фазы уже давно была отмечена рядом авторов, в том числе Я. И. Френкелем [206], продолжавшим однако считать постоянными поверхностное натяжение и плотность зародыша. После получения строгих термодинамических формул, описывающих зависимость поверхностного натяжения от величины зародыша [116], были предприняты попытки [196, 203] ввести эту зависимость в кинетическое уравнение Беккера — Дёринга [201]. Но полученный результат оказался в худшем согласии с опытом, чем первоначальное уравнение, что побудило некоторых авторов [196, 198, 207] отказаться от учета термодинамических поправок, оставаясь в рамках классической теории. [c.316]

Нам представляется, что проблема кинетики фазовых превращений в пленках представляет собой очень интересную и своеобразную отрасль химической кпнетики, которую можно было бы назвать пленочной кинетикой. Обсуждение этой те.лш далеко выходит за рамки воз.можностей этой книги. [c.469]

Физический смысл точки минимума на кривой распределения молекулярных агрегатов по размерам тот же, что и в случае обычного фазового перехода минимальной концентрации отвечает макси.мальная работа, играющая роль энергии активации процесса превращения — в данном случае мицеллообразовання. Молекулярный агрегат критического размера, соответствующего д-1инимуму на кривой распределения, называют равновесным зародышем Гиббса — Фольмера, но в нашем случае это не фазовый зародыш, а зародыш мицеллы. Его роль в кинетике мицеллообразования та же, что и в кинетике фазовых превращений. При использовании (49.28) критическое число агрегации min задастся выражением [c.239]

Математический анализ проблемы механизма и кинетики фазового превращения жидкость—кристалл в предположении одновременного протекания процессов образования зародышей и макроскопического роста новой фазы содержится в работах А. Н. Колмогорова [147], У. Джонсона и Р. Мела [148] и М. Аврами [149]. Конечным результатом этого анализа является следующее простое уравнение, известное как уравнение М. Аврами [102, 38, 130, 140] [c.44]

Присутствие в растворе примесей растворимых соединений может повлечь за собой изменение кинетики фазового превращения. Примеси нередко значительно повышают скорость образования зародышей. Есть и такие примеси, которые замедляют процесс появления центров кристаллизации или даже вообще делают его невозможным [27]. Причины замедления спонтанного зародыщеобразования могут быть разными. Либо присутствие примеси приводит к повышению растворимости и тем самым к уменьшению реального пересыщения, либо они тормозят непосредственно сам ход формирования зародыша. Если внести в такой раствор затравочные кристаллы, произойдет некоторое распределение примеси между фазами. При значительном переходе примеси из раствора в кристаллы у поверхности последних создается зона раствора с меньшей их концентрацией. Уменьшение концентрации примеси в этом случае приводит к стимулированию процесса зародышеобразования. Схематически картина распределения примесей изображена на рис. П1-4. В прилегающем к поверхности кристалла слое толщиной аЬ концентрация примеси постепенно уменьшается от значений, отвечающих концентрации в объеме (точка Ь), до с О в точке а у поверхности. [c.58]

Изучая кинетику фазового превращения, важно одновременно исследовать степень упорядоченности строения кристаллизуемого полимера. С этой целью используются электронная и обычная мискроскопия, рентгеновский анализ, дифракция и т. д. Как показали исследования [2], дифракционные максимумы многих порядков были обнаружены для различного рода природных белков, некоторых синтетических волокон, полимеров и других высокомолекулярных соединений. Данные по рассеянию рентгеновских лучей могут интерпретироваться двояко. С одной стороны, рассеяние может быть связано с правильным чередованием кристаллических и аморфных участков в твердой фазе, а с другой — с сильно дефектной кристаллической структурой. И тот, и другой вариант интерпретации результатов наблюдений имеет свои сильные и слабые стороны. Окончательное решение вопроса требует дополнительных более углубленных исследований. [c.284]

Сравнительно недавно возможность спонтанной кристаллизации отрицалась вообще. Основным доводом, на который опиралось это отрицание, была принципиальная возможность получить абсолютно чистые растворы [23]. Любой раствор, будь он пересыщен или нет, содержит определенное количество растворимых и нерастворимых примесей, которые оказывают влияние на кинетику фазового превращения. Нерастворимые примеси могут стать центрами кристаллизации и тем самым, как предполагалось, исключить спонтанное образование зародышей. Дальнейшие исследования над пересыщенными растворами [24—28] показали, однако, что возникновение частиц новой фазы может происходить как самопроизвольно, так и на уже готовой твердой поверхности. Но роли посторонней поверхности в процессе образования кристаллов придается очень большое значение. Согласно Фольмеру [4] и Френкелю [2], образование зародышей на готовой поверхности происходит легче, чем в объеме раствора, потому что работа их образования на границе раздела фаз меньше работы, требующейся для возникновения зародыша в объеме раствора. Данное по,тюжение может быть выражено уравнением [c.12]

Общая теория кинетики фазовых превращений была развита в 1940 г. Аврами. Несколько позже, (в 1945 г.) Эванс опубликовал аналогичные уравнения для описания роста кругов и сфер с целью применения их для интерпретации распространения центров коррозии на металлических поверхностях и образования зерен внутри металлических блоков. Приложения этих принципов к кристаллизующимся полимерным системам были развиты в начале 50-х годов Морганом и сотр. в Англии и Флори и Манделькерном в США. В основе кинетического анализа кристаллизации полимеров лежит допущение о том, что процесс кристаллизации состоит из нескольких стадий. Законность допущения о существовании каждой из этих стадий должна быть подробно рассмотрена. [c.78]