Кривые роста кристаллов

Величина полученных кристаллов зависит от степени переохлаждения, а также от взаимного расположения кривых роста кристаллов и образования зародышей (рис. У-34). В случае а при низком переохлаждении (/) образуется много медленно растущих кристаллов, что дает мелкозернистый продукт. При более [c.399]

Существующая теория утверждает, что на рост кристаллов при массовой кристаллизации не могут влиять внешние условия, такие как концентрация подкачиваемого раствора и весовая скорость испарения воды. На рис. 6 приведены результаты расчета для трех концентраций подкачиваемого раствора 70 (/), 60 (2) и 40% (5). Во всех трех случаях кривые роста кристаллов во времени совпадают, но кривые выпаренной воды не совпадают, что соответствует существующей теории. Вместе с тем опыт показывает, что массовая скорость кристаллизации сахара пропорциональна массовой скорости испарения воды и отношению содержания сахара к содержанию воды в подкачиваемом растворе. [c.51]

Рис. 3. Кривая роста кристаллов цеолита NaX при кристаллизации при 90 °С (/) и рассчитанные по данным рис. 2 кинетические кривые зародышеобразования (2) и роста массы кристаллов (3)

На рис. 53 приведена кривая роста кристаллов алита в зависимости от температуры обжига. Пологий отрезок кривой А Б свидетельствует о том, что при быстром нагревании сырьевой смеси до температуры порядка 1400° рост кристаллов алита протекает медленно. В интервале температур 1400—1550° (отрезок БВ) рост кристаллов минерала происходит более интенсивно, а при температурах 1600—2000° за время обжига, равное нескольким секундам, кристаллы алита достигают размеров 2—3 мм и более. [c.275]

В настоящее время все согласны, что форма кривых роста кристалла, показанная на фиг. 73 и 74, объясняется тем, что вначале образуются зародыши. Считается, что эти зародыши [c.164]

Кривые для суммарных смол, выделенных из остаточного рафината, имеют больший тангенс угла наклона, чем для суммарных смол из депарафинированного масла и петролатума. Следовательно, при наличии в растворе полярных молекул ПАВ (присадок и смол) следует учитывать увеличение адсорбционной активности вследствие дополнительных электростатических сил взаимодействия ПАВ между собой и с поверхностью кристалла (адсорбента). При охлаждении такой системы с момента образования зародышей твердой фазы начинается процесс адсорбции смол и присадки на поверхности кристаллов. Наиболее вероятен в данном случае усложненный механизм построения адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ на неоднородной поверхности твердой фазы. Насыщенный адсорбционный слой ПАВ для неоднородной в энергетическом отношении поверхности кристаллов, какой следует считать большинство реально существующих поверхностей твердых сорбентов в природе, может быть различной толщины на разных участках поверхности. При добавлении малых количеств присадки происходит адсорбция их молекул на наиболее активных участках гидрофобной поверхности кристаллов твердых углеводородов, при этом дифильные молекулы ПАВ ориентируются полярной частью в раствор, а углеводородным радикалом — на поверхности частиц твердых углеводородов. Это приводит к совместной кристаллизации молекул присадки и твердых углеводородов, которая способствует образованию крупных агрегированных структур, что, в свою очередь, увеличивает скорость фильтрования суспензии остаточного рафината. С увеличением содержания ПАВ в растворе одновременно с адсорбцией молекул на менее активных участках поверхности кристаллов происходит образование второго слоя молекул с обратной их ориентацией, т. е. полярной частью на поверхность твердой фазы. При этом присадка и смолы адсорбируются по всей поверхности кристаллов, не внося существенных изменений в их форму, но препятствуя росту кристаллов, а это снижает скорость фильтрования суспензии. [c.173]

На рис. 7.3 показаны кривые кинетики роста кристаллов аммиачной селитры в акустическом поле, рассчитанные по уравнениям (7.4), Г7.6) и (7.8). В расчетах приняты частоты 15, 20. 35 и 45 кГц, Н = 10-< см, й, = 1,85-10- см, 2=5,8-10-3 см, Р=3-10- см /с, Дс = 7,8-10 г/смЗ у = 10 2 см /с, р = 1,725 г/смЗ. Интенсивность ультразвука принята 3 Вт/см , что соответствует колебательной скорости 45 см/с. [c.150]

На стадии роста частиц кристаллической фазы происходит увеличение размеров первичных зародышей. Каждый зародыш может инициировать образование кристалла. Скорость роста кристаллов и образуемых ими более сложных надмолекулярных структур (Шк), как и скорость зарождения, сильно зависит от степени пере охлаждения. Температурная зависимость ы>к также имеет макси мум, лежащий между Т л и Тс (рис. VI. 21, кривая 2). [c.189]

Ранее было отмечено, что ход кристаллизации определяется соотношением скорости зарождения центров и линейной скорости роста кристаллов. На рис. 80 изображено три типа зависимостей числа центров кристаллизации (чц) и скорости кристаллизации (ск) от переохлаждения. Тамман показал, что в зависимости от взаимного расположения кривой скорости кристаллизации и кривой числа центров переохлажденный расплав может или закристаллизоваться, или перейти в стеклообразное состояние. [c.232]

Выделяющаяся теплота быстро повышает температуру, которая при благоприятных условиях (большой теплоте кристаллизации и большой скорости роста кристаллов) поднимается до температуры равновесной кристаллизации, отвечающей остановке Ьс (рис. 5.5, кривая 5). При малой скорости кристаллизации температура может и не достигнуть уровня горизонтального участка Ьс. [c.135]

При возрастании переохлаждения скорость роста кристаллов, как и скорость образования зародышей, увеличивается, достигает максимума, затем уменьшается (рис. 9.12). Для большинства неорганических веществ (а также металлов и некоторых органических соединений) линейная скорость роста кристаллов превышает 20 мм/мин уже при переохлаждении всего на 1—2 К и изменяется только по восходящей (левой) ветви кривой, не достигая максимума. Для веществ с малыми скоростями роста кристаллов они еще более замедляются при интенсивном охлаждении расплава, сопровождающимся значительным увеличением его переохлаждения (правая, нисходящая, ветвь кривой на рис. 9.12). [c.260]

Рис. 29. Зависимость скорости роста кристалла V и числа центров кристаллизации п от. переохлаждения Д/ (кривые Таммана)

Концентрация малорастворимого электролита, необходимая для образования зародышей, всегда выше той концентрации, которая достаточна для дальнейшего роста кристаллов. Это объясняется тем, что растворимость мелких кристаллов значительно больше растворимости крупных кристаллов (см. раздел 8.1). Наглядно это показано на рис. 24. Кривая / изображает зависимость растворимости крупных кристаллов от температуры раствора. Область I, находящаяся нил<е этой кривой, соответствует ненасыщенному раствору. Кривая 2 показывает наименьшую концентрацию, при которой начинается образование зародышей кристаллов. В области П, находящейся между обеими кривыми, имеет место рост уже возникших кристалликов. В области 1П происходит как возникновение новых зародышей кристаллов, так и рост уже возникших кристаллов. [c.123]

Различная зависимость скоростей от степени пересыщения приводит к соотношениям, показанным на рис. 27. Кривые / и 2 здесь изображают скорость образования зародышей двух различных веществ, прямая 3 — скорость роста кристаллов. При низкой степени пересыщения зародыши образуются весьма медленно, кристаллы растут быстрее. Поэтому в таких условиях образуется крупнокристаллический осадок (пунктирная область для вещества 1 и заштрихованная для вещества 2). Значительное увеличение степени пересыщения приводит к преобладанию процесса возникновения новых зародышей, [c.126]

Пересыщенные растворы с концентрациями, соответствующими области III, кристаллизуются очень быстро, почти мгновенно. В метастабильной области II пересыщенные растворы какое-то время остаются без существенных изменений, происходит только рост кристаллов, уже имеющихся в растворе. Следует отметить, что граница между областями II и III условна и зависит от ряда факторов, отмеченных выше. У растворов с резко возрастающей кривой растворимости при относительно небольшом снижении температуры насыщенного раствора от до 2 (см. рис. 23-2) состояние раствора изменяется по линии f z с выделением кристаллов по достижении концентрации с г, вследствие чего концентрация раствора снижается по линии с гс. Кристаллизацию подобных растворов целесообразно проводить их охлаждением, т. е. изо-гидрическим методом, что позволит быстро перевести состояние таких растворов от насыщения в благоприятную для кристаллизации метастабильную, а затем-в лабильную области. [c.294]

В качестве примера на рис. 23-3 представлены дифференциальные функции распределения кристаллов по размерам [р (г)] в аппарате полного смешения в диффузионной области (кривая 1), когда скорость определяется внешним массообменом (при Nu 2), и в кинетической области (кривая 2), когда скорость роста кристалла лимитируется скоростью включения молекул в кристаллическую решетку и не зависит от размера кристалла. [c.298]

Иная картина была получена нами при проверке этих данных в длительных опытах. Установлено, что в таких циклах выращивания спонтанная кристаллизация в растворах гидроксида натрия проявляется уже при скорости роста порядка 3,5 мм/сут. Одновременно предпринимались попытки изучения циркуляции раствора внутри автоклава путем измерения перепада температур между верхней и нижней частями сосуда в зависимости от степени заполнения и температуры. В результате установили, что для каждого заполнения при специфической температуре имеется определенный минимум А7, что связано с различиями коэффициента температурной зависимости удельных объемов воды в исследованном температурном интервале. Как установлено Р. Лодизом [17], перепад температур для пустого сосуда примерно в пять раз больше при каждой температуре, чем для наполненных водой сосудов при малых степенях заполнения. Этот результат показывает, что вода в надкритических условиях характеризуется высокой теплопроводностью. Скорости роста кристаллов не имеют скачкообразных изменений вблизи тех участков кривых, которые показывают минимумы. [c.37]

Рассмотрим данные, характеризующие температурную зависимость пороговых скоростей включения неструктурной примеси в пирамиды <с>, , <+х> и <—х>. Для пирамиды <с> получена количественная характеристика (рис. 32). Это оказалось возможным потому, что подавляющее большинство исследованных кристаллов было синтезировано на затравках базисной ориентации. Кривая v = f (Тк) отвечает граничным условиям, при которых рост кристаллов сопровождается включением неструктурной примеси в пирамиду <с>. Точки, расположенные в нижнем поле диаграммы, характеризуют условия, обеспечивающие выращивание кристаллов без примеси в пинакоидальной пирамиде. Эта зависимость описывается уравнением [c.119]

Эти параметры зависят от температуры, кривые скорости образования зародышей и скорости роста кристаллов характеризуется наличием максимумов, так как высокая вязкость при пониженных температурах препятствует перераспределению атомов и замедляет процессы диффузии, определяющие образование зародышей и рост кристаллов. [c.141]

Склонность вещества к кристаллизации характеризуется взаимным расположением этих кривых относительно друг друга.. Когда максимумы кривых совпадают, получить в стеклообразном состоянии то или иное вещество невозможно оно будет кристаллизоваться при любой скорости охлаждения. Если же максимум кривой скорости образования центров кристаллизации отвечает температуре значительно меньшей, чем максимум кривой скорости роста кристаллов, вещество склонно к переохлаждению и образованию стекла. В этом случае максимум скорости роста кристаллов при охлаждении будет пройден раньше, чем начнут образовываться центры кристаллизации. [c.141]

Рис. 1-7. Зависимость скорости роста кристаллов КС1 от температуры при разных переохлаждениях (показаны при кривых).

Рентгеноаморфный характер совместно осажденных гидроокисей может быть обязан двум причинам либо защитному действию геля гидроокиси железа, тормозящему рост кристаллов Mg(OH)з, либо специфичному строению совместно осажденных гидроокисей, которые не могут рассматриваться как простые смеси двух веществ. В применении к изученному нами случаю предпочтение следует отдать последнему предположению, так как только оно позволяет объяснить плавный характер термогравиметрических кривых совместно осажденных гидроокисей, качественно отличающихся от характера термогравиметрических кривых гидроокиси магния. В хорошем соответствий с этим предположением находится и тот факт, что при нагревании совместно осажденных гидроокисей не имеет места одновременное образование окислов магния и железа, как в случае механической смеси и препарата Ж. [c.270]

Это значит, что с ростом температуры число активных центров на единицу поверхности сначала растет и, только начиная с определенной температуры, убывает. Подобные кривые невозможно объяснить, исходя из представления о спекании как о поверхностном плавлении активных центров или исходя из эффекта, связанного с уменьшением общей повмхности с повышением температуры. Это явление с позиций термодинамики было рассмотрено О. П. Пол-торакои, который исходил из следующей модели активные центры являются атомной фазой , адсорбированной на поверхности кристалла. При этом оказалось, что для мелкодисперсных кристаллов количество атомной фазы иа единицу поверхности уменьшается с ростом кристаллов. Таким образом, с изменением температуры протекают два конкурирующих процесса сначала при повыщении температуры обработки катализаторов увеличивается число дефектов, а следовательно, и их поверхностная концентрация ири дальнейшем повышении температуры увеличение числа дефектов и их подвижности приводит к росту кристаллов, а следовательно, к уменьшению поверхностной концентрации дефектов. [c.338]

Эта теория й качественных Ёывбдах До аточно хорошо подтверждается экспериментальными данными [46]. Она аглядно объясняет стремление кристаллов покрываться плоскими, а не кривыми поверхностями. Кроме того, задолго до этой теории опытным путем было обнаружено [47, 48], что кристалл в пересыщенном растворе растет не плавно, а скачками, т. е. после некоторой (иногда продолжительной) остановки аблюдается быстрое отложение вещества на грани в виде прирастающего слоя со строго параллельным расположением частиц, который сразу покрывает всю грань или большую часть ее. Некоторые исследователи [49, 50] смогли наблюдать слоистый рост кристаллов, причем для гетеро-полярных веществ зарождение каждого слоя начиналось из углов грани. [c.266]

При наличии затравок кристаллы могут расти практически без переохлаждения (рис. 132, а). На кривой температура — время охлаждения расплава при кристаллизации будет наблюдаться остановка ( = сопз1), обусловленная выделением тепла в процессе роста кристаллов. [c.219]

Повышенное содержание воды при низкой пористости, как показывают данные, полученные по адсорбции азота, наводит на мысль, что сферические частицы размером 200 нм в свою очередь составляются из плотно упакованных меньших по размеру частиц диаметром 10—20 нм, поверхность которых покрыта слоем групп SiOH. Еш е меньшие промежутки между такими малыми частицами должны составлять только 10—20 А в диаметре, так что вода внутри промежутков должна удерживаться ирочно. Подобная структура, предложенная Джоунсом и Сегнитом [354], была подтверждена электронно-микроскопическими снимками, кривыми дегидратации образцов и исследованиями методом ИК-сиектроскопии. Грир [355] пришел к заключению, что сферические частицы присоединяются к структуре опала посредством механизма винтовой дислокации в процессе роста кристалла. [c.548]

Отложим пока анализ показателя т и вспомним, что для кристаллизации полимеров необходимо некоторое переохлаждение. Это обстоятельство не только сдвигает область кристаллизации влево по оси температур по сравнению с областью плавления, но и дополнительно расширяет ее (прежние причины размазывания фазового перехода также остаются в силе). Характер температурной зависимости скорости кристаллизации v можно понять из следующих соображений. При Т кристаллизация невозможна (и = 0). С увеличением степени переохлаждения ЛГ = rUj, — скорость V должна была бы все возрастать, но тут всту пает в игру другой фактор вязкость расплава, которая тоже резко возрастает с увеличением АГ. Но так как процессы нуклеации и роста кристаллов контролируются диффузией, а скорость диффузии звеньев или сегментов обратно пропорциональна вязкости, то это должно вызвать уменьшение V при увеличении АГ. Комбинация двух противоположных тенденций приводит к появлению колоколообразной кривой (рис. П1. 10), причем V обращается в нуль при и а максимуму соответствует примерно О.ВГпл правило Годовского [48]). [c.103]

В литературе приведены многочисленные данные о зависимости свойств образующихся цеолитов от состава реакционных смесей или гелей, характера реагирующих фаз и условий проведения синтеза (температура, давление, длительность образования) цеолитов. В то же время данных о механизме и кинетике кристаллизации довольно мало. Были проведены некоторые исследования скорости кристаллизации цеолитов А, X и морденита из натрий-алюмосиликатных гелей (рис. 4.7). Полученные кинетические кривые имеют сигмаобразную форму, что говорит о наличии индукционного периода, во время которого зародыши кристаллов достигают критического размера. Скорость кристаллизации цеолита X в значительной степени зависит от температуры. Индукционный период уменьшается с 60 ч при 50 °С до 3 ч при 100 °С. После первоначального быстрого роста кристаллов дальнейший непрерывный их рост поддерживать трудно. [c.343]

Синие кристаллы кварца впервьге были получены в 1958 г. на затравках базисной ориентации при введении в систему Н2О— 5102 — Na20 — СО2 соединений кобальта, растворимых в гидротермальных условиях. Концентрация пигментирующей примеси в исходном растворе и температурные параметры режима выращивания существенно влияют на интенсивность окраски, распределение которой подчиняется закономерностям зональной и секториальной сегрегации неструктурной примеси. На основании результатов спектрального анализа окрашенных кристаллов и характера распределения синей окраски можно заключить, что ион-хромофор Со + адсорбируется коллоидно-дисперсными комплексами силиката натрия и вместе с ним захватывается во время роста кристалла гранью пинакоида. Связь центров синей окраски искусственных кристаллов кварца с ионами Со2+ подтверждена спектрами поглощения, измеренными в поляризованном свете. На всех полученных кривых отчетливо наблюдается широкий максимум с тремя пиками при 545, 595 и 640 нм. Полное отсутствие дихроизма в этих спектрах и наличие тиндалевского рассеяния света подтверждает коллоидальный характер окрашивающей примесной фазы, захват которой начинается при максимальной скорости порядка 0,2 мм/сут на сторону в направлении оси Ц. С увеличением скорости до 0,25 мм/сут массовое содержание кобальта в пирамиде <с> достигает 1-10 3 7о, что обеспечивает образование кристаллов голубого цвета. Синие ярко окрашенные кристаллы с концентрацией кобальта до 1—2 10" % вырастают со скоростью 0,3—0,4 мм/сут при температуре 330—395 °С. В процессе выращивания синего кварца на дне автоклава выделяется стеклообразный осадок тяжелой фазы , окрашенной в темно-синий цвет и содержащей около 3-10" % СоО. Интенсивность синей окраски при нагревании кварца выше точки ач=ьр перехода несколько снижается. После высокотемпературной термообработки образцы голубого цвета теряют прозрачность и, подобно бесцветному кварцу, выращенному с высокими скоростями, приобретают опаловидный характер, сохраняя прочность 12 179 [c.179]

Рис. 9.3. Влияние относительного пересьпцения на скорость образования новых центров кристаллизации (кривая 7) и скорость роста кристаллов (кривая 2)

Жидкость пе имеет тенденции кристаллизоваться, пока она не охлаждена до точки замерзания. Чем температура жидкости пи/ке точки замерзания ее, т. е. чем больше степень переохлаждения, тем больше тенденция нiидкo ти к кристаллизации. Процесс кристаллизации проходит в две совершенно независимые стадии 1) образование зародышей кристаллизации и 2) рост кристаллов из образовавшихся зародышей. В качестве зародышей кристаллизации в жидкости могут быть твердые посторонние частички, но в гомогенных н идкостях зародыши возникают из самой жидкости. Как скорость самопроизвольного образования зародыша, так и скорость его роста — функции степени переохлаждения. Как та, так и другая имеют нулевое значение в точке замерзания, увеличиваются с увеличением переохлаждения, проходят через максимум и постепенно падают до нулевого значения при низких температурах. Обычная форма кривых показана на рис. 1, но значения ординат одной жидкости сильно отличаются от величины ординат другой жидкости. Некоторые переохлажденные жидкости почти не обнаруживают тенденции к кристаллизации, в то время как другие могут быть переохла кдены только с большим трудом. [c.288]

Другим существенно важным фактором, влияющим на процесс кристаллизации, является вязкость жидкости. Так, например, легкость переохлаждения такой жидкости, как глицерин, вероятно объясняется ее чрезвычайно высокой вязкостью при температуре замерзания, вследствие чего затрудняется движение молекул, необходимое для осуществления их правильного расположения. Заметное, увеличение вязкости жидкостей при падении температуры, вероятно, является причиной уменьшения как скорости образования зародышей, так и скорости роста кристаллов при переохлаждении ниже максимумов этих кривых. К сожалению, вязкость, являющаяся характерным свойством 5кидкости, не легко контролировать в этих условиях (см., однако, стр. 308 — 310). [c.289]

Влияние суспендированных твердых частичек онределяется прежде всего размером их. Так, при добавлении самого незначительного количества (следов) хлорного золота к расплавленнному стеклу оно остается бесцветным или желтоватым после охла к-дения, но при повторном нагревании стекло приобретает густой синевато-красный цвет рубинового золота. Перегрев изменяет цвет до темнокоричневого в отраженном свете и синего—в нрохо-дяш ем свете. Такая окраска стекла возникает благодаря наличию в стекле коллоидного золота (стр. 127). Вследствие высокого разбавления соли золота размер частичек вначале так мал, что их влияние на окраску незначительно. При подогревании происходит коагуляция или аггломерация частичек, вызывающая явления коллоидной окраски. Перегрев способствует увеличению размера частичек и соответственно понижает интенсивность окраски, особенно синих и красных компонентов. Меднорубиновое стекло получается таким же образом при применении закиси меди СпаО, повидимому, растворяющейся при высокой температуре, но нерастворимой при низкой, или, возможно, восстанавливающейся до металла. Здесь опять-таки для возникновения окраски необходимо повторное нагревание. Окись селена дает красную окраску без повторного нагревания. Матовые бесцветные стекла получаются при добавках плавикового шпата, криолита или фосфорнокислого кальция в виде костяной золы. Избыток окисей олова, цинка или алюминия производит такое же действие, но в меньшей степени. Прежде опаловые стекла вырабатывались из сплавов, в которых нерастворимые вещества выделялись при охла-,кденпи стекла самопроизвольно. Теперь есть возможность управлять этим процессом, создавая сплавы, в которых рост кристаллов опалесцирующих компонентов определяется кривой 2 рис. 9, а скорость образования зародышей — кривой А того же рисунка. При охлаждении стекла в области ниже кривой А в течение заданного периода времени может возникнуть [c.306]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология