Нуклеация зародыша

Образование зародыша пара в жидкости, находящейся при температуре, большей, или при статическом давлении, меньшем, чем в условиях насыщения, соответствует отклонению от метастабильного равновесного состояния. Для описания этой ситуации используется термин гомогенная нуклеация. [c.364]

Образование пара на существовавшем ранее зародыше в жидкости соответствует отклонению от неустойчивого равновесного состояния. Для описания этого процесса используется термин гетерогенная нуклеация. [c.364]

С. Гомогенная нуклеация. Образование пара из метастабильной жидкости или неустойчивого состояния равновесия начинают изучать обычно с уравнения, определяющего механическое равновесие сферических зародышей пара (радиусом г ) в жидкости при постоянных температуре Tg и давлении р [c.365]

Известно, что основными причинами, по которым не удается достичь теоретически рассчитанных параметров синтеза алмаза вблизи линии термодинамического равновесия при высоких давлениях, являются процессы, связанные с нуклеацией алмазных частиц и образованием критического зародыша роста. [c.192]

Развитие теории ориентированной электрокристаллизации Показана возможность изучения кинетики процесса электрохимической нуклеации с помощью термодинамического метода. Уравнение Фольмера (флюктуационная теория) для скорости стационарной нуклеации решено с учетом изменения формы зародыша с ростом перенапряжения (т1). Получена линейная зависимость К2 = f (т)) в определенных границах, индивидуальных для каждого кристаллографического направления грани осаждаемого металла. Для металлов с малыми токами обмена в уравнение введен кинетический фактор - коэффициент адсорбции (К ). Ка [c.24]

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]

Для нахождения вероятности прямого перехода от начальной, пересыщенной фазы через критический зародыш достаточно разделить поток зародышей через перевал, выраженный на основе подсчета состояний большого ансамбля Гиббса, на число состояний этого ансамбля для исходного метастабильного состояния. При таком подсчете происходит сокращение аналогичного числа состояний в числителе и получается классическое выражение вероятности нуклеации через работу образования критического зародыша. Однако, в отличие от ранее примененных [c.97]

В особенности незаменим разработанный метод для расчета вероятности нуклеации в жидкости, например вероятности вскипания жидкости произвольной летучести и вязкости [1]. В этом последнем случае задача осложняется тем, что флуктуа-ционный рост зародыша необходимо характеризовать двумя параметрами — размером и числом молекул пара в нем или же объемом и давлением. [c.98]

Антитела можно использовать для идентификации зародышей свертывания. Другой путь поиска следов структуры в несвернутых полипептидных цепях состоит в расщеплении нативных полн-пептидных цепей и в проверке с помощью специфичных антител, который из фрагментов принимает свою нативную конформацию. Большинство из этих экспериментов было выполнено на нуклеазе стафилококка [418 453) они показали, что фрагменты величиной от 17 до 120 остатков свертываются в нативную конформацию с константой равновесия К = [N]/[R]a 10 . Согласно уравнению (3.2), это отвечает невыгодному изменению свободной энергии приблизительно на 4 ккал/моль. В принципе этот метод можно использовать для поиска зародышей свертывания для этой цели необходимо выделить или синтезировать необходимые фрагменты полипептидной цепи [454]. Стабильные фрагменты, которым соответствуют высокие значения К, наиболее вероятно представляют нуклеации свертывания. [c.185]

Мерность нуклеации и роста по достаточно очевидным причинам должны зависеть от степени полимеризации, а в силу проведенного выше анализа отбора зародышей и от температуры. По существу описанный выше отбор представляет собой типичный переход поведения — от кристаллизации со складыванием к кристаллизации с распрямленными цепями. Для определения точки такого перехода нужно изменить координаты рис. III. 10, чтобы получить прямые линии. Мы не будем вдаваться в детали соответствующих номографических ухищрений, но заметим, что если принять во внимание фигурирующие при нуклеации поверхностные энергии, связанные с образованием торцевых От и боко-104 [c.104]

Термодинамическая резкость фазового перехода не означает аномально большой его скорости. Так, жидкость может кристаллизоваться достаточно медленно при температуре фазового перехода. В самом деле, скорость кристаллизации определяется факторами, не фигурирующими в статистической термодинамике, а именно, скоростью образования зародышей кристаллов, т. е. скоростью нуклеации и скоростью роста кристаллов. [c.44]

Таким образом, и поток (вероятности) состояний и вероятность состояния ансамбля класса 1 вблизи метастабильного равновесия нами вычисляются на основе одного и того же большого ансамбля Гиббса. При этом устраняется необходимость рассмотрения и расчета начальной, микроскопической стадии кинетики образования критического зародыша, что является основной трудностью теории нуклеации, особенно в конденсированных средах (кавитация, кипение). [c.9]

Следует заметить, что энергетические спектры и числа молекул Ni + для состояний объема V, входящих в класс 1, и состояний, близких к критическому, отнюдь не перекрываются и четко разделены щелями, ширина которых пропорциональна размерам критического зародыша. Чтобы различать эти состояния, нет необходимости прибегать к условному различию между уже двухфазными и еще однофазными состояниями объема V, а достаточно руководствоваться тем, к каким областям энергии Eq и чисел частиц N2 принадлежит то или иное состояние. Поэтому ничто не мешает рассматривать метастабильные и лабильные (околокритические) состояния объема как части единого большого ансамбля Гиббса независимо от того, относится состояние к классу 1 или 2. Однако использование для расчета скорости нуклеации метода перевала уравнения Крамерса возможно (и необходимо) только для состояний класса 2, так как требуется определение функции >(N2) [c.11]

При выводе вероятности нуклеации мы дополнили гиббсовское выражение для работы образования критического зародыша членом Tin (1/iVi), учитывающим энтропию смешения. В результате этого получена необходимая зависимость Vi от и, следовательно, от объема пара. Что касается влияния трансляционных степеней свободы зародыша, то оно с ростом критических размеров последней стремится к нулю и не учитывается, поскольку наша цель — найти асимптотическое выражение для скорости нуклеации. При желании соответствующая поправка может быть внесена [15]. [c.15]

Примем, что поверхность твердого тела, на котором происходит нуклеация, находится в равновесии с газовой средой. Выделим на поверхности площадь 5 5 = я/- , содержащую адсорбированных частиц в двухмерном газе. Здесь Гс — радиус критического зародыша. Для дискообразного зародыша при конденсации на аналогичную подложку легко показать, что [c.23]

Обозначим частоту (скорость) нуклеации, т. е. число критических зародышей, образующихся на единицу поверхности в единицу времени, через /. [c.27]

Зародыши кристаллизации вводят в состав стеклоцемента во время варки в виде присадок некоторых окислов. В результате. при вторичном расплавлении во время вжигания происходит прогресс сивная кристаллизация (нуклеация) слоя по всему объему. Микро-области с упорядоченной структурой достигают размеров 0,1 — [c.59]

Вероятность возникновения гомогенных зародышей возрастает с увеличением степени пересыщения. Зависимость между скоростью образования зародышей (скорость нуклеации) и степенью пересыщения носит нелинейный характер и может быть представлена кривой (рис. 7.32). При определенной критической степени пересыщения 8кр скорость нуклеации бесконечно возрастает. Процесс структурообразования в этом случае проходит по спинодальному механизму, который характеризуется тем, что в системе имеется избыток зародышей новой фазы и лимитирующей стадией является скорость диффузии, или процесс массопереноса. [c.202]

В ряде случаев скорость поверхностных реакций определяется специфическими явлениями, связанными с образованием новой фазы, такими как скорость образования зародышей новой фазы (скорость нуклеации). Гетерогенные и гетерогенно-каталитические реакции, то есть реакции, происходящие на границе раздела фаз, рассмотрены в 20.4. [c.57]

Формирование отдельного кристалла имеет две последовательные стадии образование (возникновение) зародыша твердой фазы (нуклеация) и его последующий рост. Такая последовательность справедлива применительно к индивидуальному кристаллу, но в процессе массовой кристаллизации зарождение центров и рост уже существующих кристаллов происходят одновременно по всему объему кристаллизующегося раствора. [c.149]

В наиболее простом, значительно идеализированном предположении об одинаковом размере всех получающихся при вторичной нуклеации центров, равном размеру зародышей гомогенной нуклеации, оказывается возможным полагать, что в начальный момент периодической кристаллизации практически мгновенно появляется некоторое число зародышей гомогенной нуклеации, а затем число возникающих вторичных центров кристаллизации такого же размера можно принять пропорциональным общему числу имеющихся в каждый момент кристаллов. Проведенные оценки [8] возможных видов кривых р(г, т) позволяют заключить, что вторичная нуклеация растягивает кривую распределения кристаллов по размерам по сравнению со случаем только гомогенного образования зародышей. В некоторых простых случаях возможен непосредственный анализ периодического процесса без использования уравнения сплошности в пространстве размеров в его явном виде. [c.158]

Г о g) — кинетический коэффициент нуклеации или диффузии в пространстве размеров зародыша. [c.147]

Большие усилия направляются на поиск нуклеаций — зародышей процесса свертывания, которые, как предполагают, служат основой дальнейшего свертывания. Такие зародышевые образования должны иметь исключительно стабильную структуру. Возможно, что их можно будет обнаружить с помощью антител или экспериментов с повторным свертыванием модифицированных белков. Локализация зародышей должна в большой мере ойаегчить моделирование свертывания. В любом случае очевидно, что понадобится еще очень большое число экспериментов, прежде чем загадка процесса свертывания будет разрешена. [c.196]

О. Гетерогенная нуклеация. Неконденсирующиеся газовые пузыри или посторонние частицы, находящиеся в жидкости, вместе с заполненными газом или паром трещинами или внадинанн в поверхностях контейнеров, обычно образуют достаточно зародышей, действующих как центры парообразования. Присутствие растворенного газа в жидкости делает необходимым учет парциального давления газа, когда рассматривается механическое равновесие парового зародыша. Таким образом, уравнение (6) модифицируется к виду [c.366]

ЗАРОЖДЕНИЕ новой ФАЗЫ (зародышеобразование, нуклеация), процесс флуктуационного образования жизнеспособных центров выделения новой фазы при фазовых переходах первого рода Различают 3 н ф гомогенное (в объеме материнской фазы) и гетерогенное (на постороиинх частицах, пов-стях сосудов и др ) Закономерности 3 н ф и послед роста зародышей при кристалтизации, конденсации пара, кипении и расслаивании р-ров определяют строение образующихся дисперсных систем и должны учитываться при анализе условий протекания этих процессов в природе и технике [c.162]

Критич. зародыши образуются на активных центрах пов-сти электрода. Такими центрами м. б. поры в оксидной пленке, выходы винтовых дислокаций, вакансии, изломы на ступенях роста и др. энергетич. неоднородности пов-сти. Число активных центров, участвующих в процессе электрохим. нуклеации, возрастает с увеличением Г). Вокруг возникшего и растущего криста ша образуются зоны экранирования ( дворики роста ), в к-рых нуклеации не происходит. Радиус зон экранирования уменьшается с ростом л. Постепенно происходит исчерпание числа свободных активных центров и прекращение з ождения новых кристаллов, наступает насыщение. Адсорбция примесей из р-ра на электроде снижает число активных центров и, соотв., общее число зародышей. Стадия зарождения кристаллов определяет в конечном итоге осн. физ.-мех. св-ва гальванич. покрытий, в т. ч. их пористость. [c.430]

Существенное облегчение задачи расчета вероятности нуклеации возникает в предельном случае малых пересыщений. Ему соответствует критический зародыш существенно макроскопических размеров. В силу этого определение его размеров и работы образования может быть проведено наиболее строго на основе термодинамики Гиббса. Второе упрощение заключается в возможности в этом случае использования метода перевала. Суть последнего, как известно, заключается в том, что, беря дифференциальное уравнение роста докритических зародышей в форме Крамерса [12] или Зельдовича [13], применяют его только к области размеров, близких к размеру критического зародыша. Это может быть оправдано, только если размер критического зародыша велик. [c.96]

Все эти трудности и нестрогости, однако, исключаются, если применить к задаче нуклеации построение большого ансамбля Гиббса [16—18]. Для этого достаточно рассматривать нуклеа-цию в ограниченном объеме V, отделенном от остальной части системы заданного объема и энергии Е перегородкой, допускающей обмен молекулами, но не околокритическими зародышами. Ввиду ограниченности объема V", в котором рассматривается возможность образования новой фазы, строя большой ансамбль Гиббса для объема, мы можем рассматривать во всей строгости равновесное статистическое распределение состояний ансамбля, отличающихся, в частности, по размерам зародышей новой фазы. При этом считается возможным возврат, хотя бы и по прошествии чрезвычайно большого времени, за счет маловероятной флуктуации от состояния новой фазы к первоначальному состоянию. [c.97]

Мы рассмотрели только некоторые общие принципы, не детализируя природы нуклеации, которая может быть как гомогенной, так и гетерогенной, как в обычных телах. Гомогенная, в-свою очередь, разделяется на кинетически-контролируемую, приводящую к линейному росту и диффузионно-контролируемую. В последнем случае при решении задачи об образовании зародыша КВЦ при достаточно высоких М, кроме функции (Р) нужно еще принять во внимание связанное с диффузией время,, потребное на сближение закритических по (р) цепей. Манделькерн [45] приводит следующую таблицу показателей Аврами т-для разных типов нуклеации и роста [c.106]

Сферолиты возникают в результате трехмерного роета . когда кристаллизация идет так быстро, что линейный или двумерный зародыш (КВЦ или КСЦ) не успевает превратиться в фибриллярный или ламелярный кристалл. Конечно, быстро — понятие относительное и для каждого полимера надо принимать во внимание все факторы, влияющие на скорость кристаллизации и не всегда просто сводимые к положению 7ст и 7 л на шкале температур. Обычно, однако, при медленной нуклеации (например, при глубоком охлаждении разбавленного раствора) растут пластинчатые кристаллы, а при быстрой нуклеации и образовании складчатых, но мультимолекулярных зародышей растут сферолиты. [c.343]

Ограничиваясь случаями умеренных пересыщений и, следовательно, высокого потенциального барьера, можно рассчитать (2 методом перевала, когда поток состояний совпадает с потоком зародышей. С этой целью используем, следуя Я. Б. Зельдовичу [121, уравнение Крамерса для случая стационарного процесса нуклеации [c.9]

Двухмерные критические зародыши графита могут образовы- ваться как из двухмерного адсорбированного газа, так и в результате взаимодействия падающих на поверхность молекул с докри-тическим зародышем. В предположении независимости этих двух процессов суммарная скорость нуклеации будет равна [c.31]

Как было показано в предыдущем параграфе, образование жидкой фазы при конденсации паров тяжелых углеводородов начинается при условии выполнения неравенства 5 > 5 . Решая это неравенство относительно температуры, можно определить температуру Г , при которой начинается конденсация паров. Поскольку температура на входе выше Т , то по мере движения газа в теплообменнике его температура снижается и в некотором сечение станет равной Начиная с этого сечения в газе появляются зародыши жидкой фазы, которые затем увеличиваются в размерах за счет фазовых преврап1ений на поверхности и коагуляции капель. Интенсивная нуклеация и конденсация пара приводит к выделению теплоты конденсации, которая может несколько повысить температуру газа. Поскольку объемное содержание жидкой фазы мало, а интенсивность охлаждения газа по длине теплообменника достаточно большая, то в первом [c.425]

Образование зародышей может быть спонтанным (гомогенная нуклеа-ция) и индуцированным (гетерогенная нуклеация). При гомогенной нуклеа-ции зародьпп появляется в результате скопления около одного центра группы ионов или ионных пар (под действием химических сил). При гетерогенной нуклеации ионы собираются вокруг посторонней твердой частицы (затравки, например пылинки) при этом ионы (или ионные пары) диффундируют к поверхности затравки и адсорбируются на ней. На практике имеет место гетерогенная нуклеация, поскольку в растворе всегда достаточно посторонних твердых частиц. К сожалению, основные теоретические положения относягся к спонтанной нуклеации. [c.10]

Если область s пленки находится в квазиодаофазном состоянии (т.е. в пленке есть лишь микроскопические зародышевые дырки), то состояние подсистемы 7 характеризуется, как уже упоминалось, только числами молекул жидкости 7V и газа Ng и энергией подсистемы Е. Если s находится в двухфазном состоянии (т.е. в s имеется макроскопическая около критическая дырка), то это состояние 7 характеризуется еще и размером зародыша, например, безразмерным радиусом х = круговой дырки, где г с радиус критической дырки (см). Поскольку область s с окружающим ее газом в процессе прорыва пленки (двумерной нуклеации) может находиться в различных состояниях, отличающихся значениями переменных Е, Ni, Ng, X, то следует рассмотреть статистический ансамбль состояний подсистемы х, который является большим ансамблем Гиббса, поскольку в области S может меняться не только энергия, но и число молекул. В этом случае процесс образования критической дырки определяется потоком Q состояний подсистемы Т в единицу времени, направленным из области квазиоднофазных состояний через состояние лабильного равновесия критической дырки с окружающей пленкой в область двухфазных состояний [c.176]

Если перераспределение концентрации в граничном слое смеси не затрагивает основной объем полимерной матрицы, то введение наполнителя не приводит к изменению кривых фазового равновесия. Следовательно, в области метастабильных состояний между бинодалью и спинодалью граничные слои с преимущественным содержанием одного из компонентов являются зародышами новых фаз при разделении по механизму нуклеации и роста и, тем самым, инициируют процесс фазового разделения. Если система оказывается в области состояний внутри спинодали, то наличие этих слоев, в соответствии с представлениями Хиллерта [31], способно инициировать возникновение селектИЕ-ных флуктуаций состава с образованием периодической структуры взаимосвязанных областей спинодального разложения. [c.191]

Наряду с процессом гомогенной нуклеации наблюдается возникновение зародышей будущих кристаллов, связанное в основном с истиранием (измельчением) кристалликов при их соударениях друг с другом, со стенками аппарата или с механической мешалкой. Этот процесс называют вторичной нуклеацией или гетерогенным зародышеобразо-ванием существенно, что механизм этого явления имеет не термодинамическую, а механически-статистическую природу. [c.152]