Образование и рост новой фазы

Эффект разделения стабильных изотопов углерода существенно зависит от скорости кристаллизации. При очень малых скоростях, как и при очень больших, эффект разделения не наблюдается. Лишь при определенной скорости образования роста новой фазы, при определенных пересыщениях и температуре, будет происходить фракционирование. [c.89]

Согласно флуктуационной теории фазообразования зародыш тогда дает начало росту новой фазы, когда его размеры становятся больше критических при данной степени пересыщения среды. Вероятность гомогенного образования критических зародышей в результате удачной флуктуации близка к нулю. В реальных случаях зародышеобразование протекает по гетерогенному механизму. Наличие подходящих поверхностей (стенки реакторов, твердые включения в составе нефтяных систем и т. п.) облегчает работу зародышеобразования, и оно становится возможным при меньших степенях пересыщения. [c.36]

Образование и рост новой фазы обычно протекает в две стадии [c.218]

При построении количественной теории образования трехмерных и двумерных зародышей в процессе электрокристаллизации металлов М. Фольмер и Т. Эрдей-Груз исходили из представлений о механизме возникновения новой фазы из пересыщенных раствора или пара, согласно которым работа образования зародыша новой фазы тем меньше, чем меньше его размеры. Однако с уменьшением размеров зародыша возрастает химический потенциал слагающего его компонента, поскольку при малых размерах зародыша относительно велико число поверхностных атомов, обладающих повышенной энергией. При образовании новой фазы в равновесных условиях химические потенциалы каждого компонента в обеих фазах должны быть равны. Для выполнения этого условия необходимо повысить химический потенциал компонента в материнской фазе, что достигается при пересыщении раствора или пара по данному компоненту. Пересыщение — главная особенность процесса образования новой фазы. Степень пересыщения и размеры элемента новой фазы, который при этом может возникнуть и служит зародышем для роста больших кристаллов или капель, оказываются взаимосвязанными. Так, при образовании капель жидкости из пересыщенного пара радиус г капли определяется соотношением Томпсона [c.328]

В момент кристаллизации происходят два отдельных процесса образование зародышей новой фазы и дальнейший рост уже существуюш их зародышей. Образование зародышей является первичным актом нуклеации, [c.112]

С применением рентгеноструктурного и магнитного методов анализа мы установили, что фаза закиси — окиси железа на начальных этапах восстановления окиси железа метаном образуется медленнее, чем можно было ожидать, судя по достигнутой степени восстановления исходного окисла. Лишь при достижении степени восстановления порядка 0,5 наблюдается быстрый рост новой фазы. На начальных этапах процесса формирование новой фазы отстает от восстановления старой фазы, а на последующих этапах, наоборот, образование новой фазы протекает быстрей восстановления. На промежуточных этапах восстановления наблюдается скачкообразный рост содержания новой фазы. Данный скачок и характерный прогиб на автокаталитической кривой (промежуточное торможение восстановления) отмечаются при одной и той же степени восстановления, что может рассматриваться как указание на существование связи между этими явлениями. [c.104]

В работе показано, что образование флуктуационных кластеров в метастабильной области, проявляющееся, как рост новой фазы вблизи спинодали, представляет собой процесс возникновения структур фракталь- [c.7]

Таким образом, скорость образования и дальнейшего роста новой фазы зависит от температуры, пересыщения и наличия кристаллической подложки. [c.21]

Основные предпосылки теории следующие однородная поверхность, адсорбция не является самой медленной стадией, справедливость применения изотермы адсорбции типа уравнения Лангмюра. Тогда рост новой фазы должен лимитироваться скоростью-образования двухмерных зародышей, являющихся источниками ступеней роста, движущихся до встречи с другой аналогичной ступенью. [c.31]

Такой подход к данному вопросу переводит химическую гетерогенную реакцию разложения метана в область физической химии, рассматривающей рост графита как образование зародышей новой фазы из двухмерного адсорбированного газа. Тогда энергия активации и порядок реакции становятся некоторыми фиктивными величинами, зависящими от конечного и начального состояний системы, поскольку не учитываются промежуточные продукты и состояния. Поэтому предлагаемый подход к росту графита из углеводородов газовой фазы может быть назван физико-химическим. [c.31]

Следует отметить также, что большую роль при полиморфных превращениях играет наличие дефектов в кристаллической решетке. По некоторым данным, дефектность решетки исходной модификации является необходимым условием для ее превращения в другую форму. Дефекты типа вакансий, внедренные в решетку атомы облегчают образование зародышей новой фазы, а дефекты типа дислокаций обеспечивают их рост. [c.59]

Такая система (р ис. 4) с концентрацией полимера X при охлаждении от температуры до температуры Гг (или же при соответствующем изменении состава растворителя) попадает в область расслоения с равновесными концентрациями х и х", причем концентрация х" лежит в той области, где раствор полимера должен обладать свойствами твердого тела. Протекание процесса можно описать следующим образом. Неравновесный раствор с параметрами х, начинает распадаться на две фазы путем спонтанного образования зародышей новых фаз и роста их до установления равновесных концентраций х и х". [c.169]

Особо актуален раздел о переходе отдельных молекул через фазовую границу. Необходимо подчеркнуть, что подобного детального и глубокого рассмотрения этого вопроса нигде в научной литературе встретить нельзя. А ведь это имеет первостепенное значение для любого теоретического рассмотрения проблем образования и роста новых фаз. В этом же разделе затронуты и вопросы шероховатости граней кристалла, поверхностной диффузии и др., которые сегодня детально разрабатываются как в теоретическом, так и в экспериментальном аспекте. [c.6]

Раствор, равновесный с крупными кристаллами данного вещества, являет с я ненасыщенным по отношению к мелким кристаллам вследствие большей их растворимости ( 142). Пар, насыщенный по отношению к плоской поверхност жидкости и крупным каплям ее, не насыщен по отношению к очень мелким каплям той же жидкости 141). То же имеет место и при других фазовых или химических равновесиях ( 140—141). При отсутствии готовых зародышей, для того чтобы возможно было самопроизвольное образование частичек новой фазы требуется та или иная степень перемещения ( 143). После возникновения зародышей, по мере их роста, насыщение становится избыточным, процесс роста ускоряется и система быстро достигает равновесия с частицами обычных размеров. . - [c.483]

Изучение процессов зарождения и роста фазы не является здесь основным предметом обсуждения. Выполненный анализ приведен лишь как пример термодинамических расчетов, а не изложение основ предмета. Дополнительную информацию по проблеме образования и роста новой фазы можно найти в [ 9 - 11]. [c.97]

Интегралы (176) и (177) могут быть вычислены, если известны законы образования и роста зародышей новой фазы. Это даст возможность определить скорость образования новой фазы. Если к моменту i=0 устанавливается стационарная скорость нуклеации, не меняющаяся по мере роста новой фазы, [c.225]

Первоначально, благодаря флюктуациям, в разных частях объема возникают отдельные мельчайшие упорядоченные или (в случае жидкости) неупорядоченные образования — зародыши новой фазы. При этом слишком малые зародыши с течением времени снова распадаются на отдельные составляющие их молекулы, и лишь зародыши, достигшие некоторой критической величины, зависящей от пересыщения, становятся начальными центрами дальнейшего роста новой фазы. Это затруднение при образовании новой фазы связано с необходимостью создания границы раздела между старой и новой фазами, обладающей избыточной поверхностной свободной энергией. Для формирования частиц с размерами, меньшими критического, имеющаяся избыточная свободная энергия пересыщения недостаточна. [c.93]

По мере хода химической реакции концентрация 50 медленно растет, пока произведение [Ва ] [50 ] не достигнет критического значения, соответствующего образованию зародышей кристаллического сульфата бария, после чего раствор быстро мутнеет. В другом примере образующаяся в подкисленном растворе тиосульфата сера остается гомогенно-растворенной, пока не будет достигнуто критическое пересыщение. Для таких простых последовательных реакций ход изменения пересыщения, скорости образования зародышей и роста объема новой фазы представлен схематически на рис. 7, а, б, в. При построении графика 7, в сделано предположение, что размер частиц новой фазы линейно возрастает со временем. Эти реакции являются простейшими моделями некоторых реакций разложения твердых соединений, в которых в течение индукционного периода пересыщение увеличивается до тех пор, пока не начинается образование зародышей новой фазы (см. главы 7 и 9), [c.231]

Последующими стадиями являются образование зародыше новой фазы и рост этих зародышей. Эти стадии отличаются двумя особенностями. [c.297]

I. Каков элементарный акт упорядочения. Т еории кристаллизации поликристаллических материалов в большей своей части базируются на постулировании флуктуационного преодоления энергетического барьера при образовании зародышей новой фазы (центров кристаллизации или конденсации), го есть образовании устойчивой поверхности и дальнейших эле.ментарных актах присоединения и роста этой фазы [10]. [c.16]

Распад пересыщенных твердых растворов и связанные с ним процессы старения металлов и сплавов имеют огромное техническое значение. Это обусловлено тем, что часто выделяющаяся при распаде раствора избыточная твердая фаза в мелкодисперсиом состоянии упрочняет металл. Примером такого упрочнения является выделение интерметаллического соединения NigAl в жаропрочных сплавах типа нимоник. В широко применяемом в авиации сплаве — дюралюминии — при старении выделяются мелкие кристаллики uAlg. Кинетика распада твердых металлических растворов определяется (в зависимости от природы сплава) различными факторами. Общими чертами таких процессов, как и в рассматриваемых выше случаях, являются образование и рост зародышей новой фазы. Обычно при низких температурах скорость процесса определяется скоростью образования зародышей новой фазы, а при высоких — ростом зародышей путем диффузии. [c.389]

Среди гетерогенных процессов принято отдельно рассматривать топохимические (от греч. topos — место) реакции, характеризующиеся тем, что в них процесс происходит на границе раздела между исходным и полученным твердыми телами. К ним относится переход аквакомплексов в обезвоженное состояние, металлов в оксиды, термическое разложение веществ, обжиг, хлорирование руд, фотографический процесс, приготовление катализаторов. Вначале топохимические процессы связаны с образованием зародышей новой фазы и последующим ростом их поверхности не исключено и их каталитическое действие на процесс (автокатализ). Значительное влияние на скорость этих реакций помимо температуры и концентрации могут оказать и дефекты в кристаллической решетке. [c.154]

Характерными особенностями процесса кристаллизации являются возникновение зародышей и рост новой фазы. Жидкость, охлажденная ниже температуры плавления Гпл, имеет более высокую молярную свободную энергию, чем твердое тело, поэтому неустойчива и должна самопроизвольно кристаллизоваться. Однако для реализации такого перехода в переохлажденной жидкости должны возникнуть микроскопические кристаллики, т. е. зародыши, рост которых приведет к затвердеванию всей массы. Образование зародышей связано с созданием новых поверхностей раздела между твердой и жидкой фазами. Такой процесс, сопровождающийся увеличением свободной энергии, может происходить только благодаря флуктуациям. Зародыши очень малых размеров из-за болыйого отношения их поверхности к объему неустойчивы. Однако если они все же дости- [c.284]

Рост новой фазы при разложении органических веществ в газовой фазе может происходить не только в объеме, но и на поверхности (подложке). При отложении углерода на подложке формируются плотные анизотропные пленки пироуглерода, обладающие турбостратной структурой. В этом случае роль зародышей играют дефекты структуры подложки. Разложение в газовой фаде характеризуется высокими значениями энергии активации (460—750 кДж/моль), ( ответствующими разрь)-ву связей в органической молекуле и образованию радикалов - зародышей [5]. [c.6]

Адгезия-прклкпанке жидкости к твердому телу вследствие понижения уд. своб. поверхностной энергии. Адгезия определяет величину краевого угла смачивания, образуемого касательной к повч ти жидкости в контакте с твердым телом. 4) Гетерог. образование зародышей новой фазы-конденсация паров на твердой пов-сти, образование на стенках паровых пузырьков при кипении, рост кристаллов на затравках. В этих П. я. существ, роль играют микронеоднородности твердой пов-сти. Так, капиллярная конденсация легче идет в микроуглублениях, чем на плоских участках. [c.591]

Полученные данные позволяют лучше понять механизм действия осадко-гелеобразующих композиций. Первой стадией при образовании любой новой фазы (в том числе геля или осадка) является образование зародышей. Размеры зародышей новой фазы имеют коллоидные размеры и, следовательно, обладают свойствами коллоидных систем. В условиях пористой среды конечные размеры частиц геля или осадка ограничены размерами пор (пористая среда является связанной коллоидной системой), а скорость их роста замедленна и определяется скоростью диффузии компонентов осадкогелеобразующей пары. Поэтому принципы коллоидной химии могут быть применены для объяснения механизма образования осадков и гелей в пористой среде. [c.108]

При использовании лучистого нагрева подобные осложнения не возникают. При этом можно получать самые тугоплавкие покрытия в установке, сделанной из стекла. В качестве иллюстрации на рис. 61 приведена фотография покрытия из двуокиси титана (рутила), нанесенного на плохопроводящую подложку. Отметим, что в зависимости от условий могут быть получены покрытия с различными кристаллическими свойствами. Таким образом, в настоящее время не только доказана сама возможность синтеза алмаза из газовой фазы, но и исследованы многие закономерности его роста. Выявлены основные области практического использования наращивания затравочных алмазных кристаллов. На очередь встают новые вопро- " сы и из них самый главный переход от алмазной подложки к другим, инородным, подложкам. В принципе рост алмаза из газовой фазы на неалмазных подложках возможен, задача сводится к нахождению оптимальных условий этого процесса. Теоретической основой этого направления исследовпний служит теория образования и роста новой фазы в сочетании с теориями кинетики адсорбции и химической кинетики. [c.111]

Физический смысл слагаемых, заключенных в квадратные скобки, состоит в том, что первое характеризует внутреннюю устойчивость зародыша, второе — среды (метастабильной фазы). При этом величина второго слагаемого тем больше, чем большие изменения в состоянии метастабильной фазы вызывает рост новой фазы. Отсюда следует, что в зависимости от природы исходной фазы и условий, в которых протекает процесс, выражение (43) может быть величиной как положител1>ной, так и отрицательной. В свою очередь это будет влиять на характер устойчивости критического зародыша при (d Af)r=rкp>0 наблюдается устойчивое, а для (d2Af) =rкp<0 — неустойчивое равновесие зародыша со средой. Другими словами, на основании выражения (42) нельзя однозначно утверждать, что работа образования зародыша алмаза в изохорно- и изотермических условиях всегда положительная и возрастает с увеличением его размера. Лишь в предельном случае, для очень больших равновесных систем, когда можно пренебречь изменением давления и химических потенциалов, выражение (41) приближается к формуле Гиббса, описывающей работу образования критического зародыша. [c.341]

Выделение новой фазы из метастабильных растворов кристаллизующихся полимеров протекает во многом аналогично кристаллизации низкомолекулярных веществ. При достаточно высоком пересыщении зародыши новой кристаллической фазы (т. е. достаточно большие флуктуации анизотропии и концентрации) могут возникать в объеме раствора, но часто более вероятным оказывается образование двухмерных зародышей на поверхности дисперсных примесей. Скорость образования зародышей определяет скорость всего процесса кристаллизации. Рост пересыщения раствора или переохлаждения расплава повышает вероятность образования зародышей новой фазы лишь до определенного предела. По мере приближения к телгаературе стеклования подвижность молекул снижается, любые перегруппировки их тормозятся и скорость кристаллизации сильно уменьшается. [c.61]

Если система находится в метастабильном состоянии, флук-туационные явления приводят к образованию зародышей новой фазы. Однако не всякий образовавшийся зародыш дает начало росту частицы новой фазы, так как он может распасться на отдельные молекулы, если его размеры меньше некоторых критических при данном пересыщении среды. [c.22]

Прокаливание осадка. При термической обработке осадков происходят различные топохимические реакции (разложение промежуточного осадка, взаимодействие отдельных компонентов, входящих в его состав) с образованием новых соединений. Именно эти реакции создают активный катализатор. В последние годы реакции этого класса исследованы довольно подробно, выявлены закономерности роста новой фазы и установлены кинетические особенности реакций в твердой фазе [5, 6]. В начале 40-х годов Рогинский [1] в предложенной им теории приготовления активных катализаторов разделил реакции в твердой фазе на два класса центростремительные и центробежные . В первом случае новая твердая фаза зарождается на поверхности зерен исходной фазы. Так, при прокаливании гидроксида металла на его поверхности возникает зародыш оксида, который растет и превращается в новую фазу путем перемещения границы реакции от поверхности в глубь зерна. Именно такая реакция имеет место при образовании шпинелей. Для центробежных реакций характерно возникновение новой фазы внутри объема зерна и затем постепенный рост к его поверхности. При одновременном п]ротекании реакций обоих типов возможно образование катализатора неоднородного состава в объеме и на поверхности зерна. [c.20]

Если две фазы однокомпонентной системы находятся в равновесии при Тпл, и фаза В имеет более низкую свободную энергию при температурах ниже Гдл, то понижение температуры вовсе необязательно вызовет спонтанный рост этой фазы. Перед образованием макроскопической новой фазы процесс должен пройти через стадию, когда система содержит относительно малые частицы растущей фазы. При этом имеется возможность сосуществования в равновесии старой фазы А и вкрапленных в нее мельчайших областей фазы В при температурах ниже Гцл, в связи с тем, что понижение термодинамического потенциала, которое характеризует нормальное развитие макроскопической фазы в объеме, может быть скомпенсировано вкладом поверхностной энергии малых частиц. Следовательно, условия стабильности определяются относительными вкладами энергий поверхности и объема частицы новой фазы. [c.237]

Заранее сформированные на поверхности ПВ ионов рА ускоряют катодное осаждение Лу и Си, а ПВ ионов А только осаждение Си. Каталитическое действие ПВ ионов Си по отношению к и А и ПВ ионов Ад по отношению к отсутствует. При осахдении ионов на "чистый" электрод типичные зависимости токов от времени при постоянных потенциалах имеют вид, аналогичный представленным на рио,1. При малых отклонениях от стационарного потенциала ток сохраняет постоянное значение в течение длительного времени вплоть до образования видимого осадка на поверхности (кр.1). При более катодных потенциалах реализуются зависимости типа кр.2. В работе / 2 / аналогичные зависимости связывались с образованием и ростом новой фазы. Однако воспроизводимость кривых типа 2 после отключения поляризации и релаксации потенциала к исходному значению и отсутствие роста тока при малых отклонениях от стационарного потенциала (кр.1 ) указывают на более сложную природу этих эффектов. Возможно, в основе процесса пассивации электрода при выключении поляризации лзкат процессы перезарядки поверхностных состояний и агломерации металлических центров. [c.121]

Перекристаллизация в твердом состоянии — изменение структуры вещества в результате полиморфного превращения. Происходит при пагреве или охлаждении в определенном интервале т-р (см. Поли.чорфизм). Обусловлена стремлением вещества перейти в состояние с миним. запасом свободной энергии. Зачастую представляет собой диффузиоппый процесс, сопровождающийся значительными по величине атомными перемещениями и изменением хим. состава фаз. Исключение составляют мартенситные превращения в некоторых металлах и сплавах, где П. в т. с. протекает боздиффузионно. В соответствии с общими законами фазовых превращений П. в т. с. происходит путем образования центров (зародышей) кристаллизации и роста кристаллов новой фазы. Важное значение при этом имеет принцип ориентационного и размерного соответствия. Согласно этому принципу, образование центров новой фазы и их рост происходят таким образом, что кристаллические решетки исходной и повой фаз сопрягаются теми атомными плоскостями, где различия в расположении ато- [c.156]

Поскольку диаметр формующихся волокоп мал (обычно 0,06—0,20 мм), перевод системы в метастабильное состояние с большими степенями переохла кдения (пересыщения) достигается за короткие промежутки времени (0,1—0,5 сек). Кроме того, температурные или концентрационные градиенты в радиальном направлении существенно больше, чем в продольном. Указанные обстоятельства предопределяют мгновенное образование гомогенных зародышей структурообразования и преимущественный рост новой фазы в радиальном направлении в виде стержневидных структур. Начальная стадия процесса описывается ур-нием Авра-м и [c.376]

Образование дисперсного углерода является процессом возникновения повой дисперсной фазы и определяется двумя одновременно протекающими процессами образования зародышей новой фазы и роста этих зародыпюй. [c.61]

Фазовый распад. Вернемся к равновесной диаграмме Т—Р—у (рис. 58). Когда в процессе охлаждения образца (po2 = onst) первоначально находившегося в состоянии А, будет достигнута фазовая граница С, однофазная шпинель станет термодинамически нестабильной. Тем не менее в точке С, как правило, не происходит фазового распада. Ему должен предшествовать процесс зародыше-образования новой фазы, например а-РегОз, возможный при наличии пересыщения в системе. Так как степень пересыщения возрастает с понижением температуры, то следует ожидать оптимальной для каждой системы температуры зародышеобразования. Автор работы [20] показал, что для железо-магниевой шпинели оптимальная температура зародышеобразования настолько низка, что при этой температуре не происходит заметного роста новой фазы. [c.168]