Зародыши двухмерные

Довольно долго не удавалось реализовать такие условия, при которых замедленной стадией было бы образование двухмерных зародышей, и отклонение потенциала электрода под током от равновесного значения отвечало бы кристаллизационному перенапряжению [c.337]

НЫХ образований, подобных двухмерным зародышам. Аналогично катодному осаждению металла его анодное растворение облегчается при появлении дефектов и нарушений в структуре решетки, в том числе и дислокаций. [c.477]

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]

Таким образом, если скорость образования двухмерного зародыша определяет собой величину перенапряжения, то из формулы (ХП,8) получим [c.330]

Согласно молекулярно-кинетической адсорбционной) теории частицы, образующие кристаллическую решетку, сначала адсорбируются на поверхности растущего кристалла, причем они сохраняют часть своей энергии и поэтому способны перемещаться по поверхности. Сталкиваясь друг с другом, они превращаются в двухмерные зародыши, которые, присоединяясь к кристаллической решетке, создают новый слой на поверхности кристалла. Для образования двухмерных зародышей необходимо достаточное пересыщение раствора, контактирующего с адсорбционным слоем. Имеется в виду, что адсорбционный слой образуется очень быстро и внешняя диффузия не лимитирует процесса роста. [c.245]

При допущении, что нормальная скорость роста грани У пропорциональна вероятности образования двухмерных зародышей, выводится зависимость [c.245]

Теория послойного роста кристалла исходит из различной вероятности присоединения частиц к разным участкам кристаллической решетки. Неодинаковое пересыщение раствора у этих участков на грани кристалла способствует образованию двухмерных зародышей с последующим присоединением к ним одномерных зародышей и отдельных ионов (молекул). Это приводит к разрастанию зародыша по всей грани и к послойному ее росту — каждый новый слой образуется после завершения роста предыдущего слоя. Края незавершенных слоев — ступени — движутся при росте вдоль грани. Это так называемый тангенциальный рост, скорость которого значительно больше нормальной скорости роста [210]. [c.245]

Наличие дислокаций на гранях кристалла исключает необходимость образования двухмерных зародышей, и кристалл может расти при незначительной степени пересыщения у его поверхности, так как энергетический барьер, преодолеваемый для включения частицы в кристаллическую решетку в местах дислокаций, значительно ниже. [c.246]

Здесь Кг и — постоянные коэффициенты — удельная поверхностная энергия на границах двухмерного зародыша и — внутренняя энергия. [c.260]

Соответственно картину роста кристалла можно представить себе следующим образом. Первоначальными активными местами являются вершины углов и ребра кристалла. На этих местах и происходит прежде всего образование новых структурных элементов. Присоединение последующих структурных элементов происходит с большей легкостью, так как это соответствует присоединению их в положении 2. Наконец, когда на поверхности грани образовалась большая совокупность новых структурных элементов появляется возможность многократного присоединения их в энергетически наиболее выгодное положение / и образуется слой, который будет разрастаться, заполняя всю поверхность грани. Такое поверхностное образование называется двухмерным зародышем . Таким образом происходит послойный рост кристалла. Когда вся поверхность грани будет покрыта монослоем новых структурных элементов, возникает необходимость в создании нового двухмерного зародыша в следующем слое. [c.126]

Следует также учитывать возможное изменение состава раствора в непосредственной близости от растущей грани кристалла и влияние перемещивания электролита. Большинство этих факторов было принято во внимание в кристаллохимической теории электрокристаллизации металлов, разработанной К. М. Горбуновой и П. Д. Данковым [4], которая хорошо согласуется с опытными данными. Так, например, эта теория объясняет такие опытные факты как распространение по поверхности кристалла при послойном росте не монослоев, а толстых пакетов толщиной в десятки, сотни и даже тысячи атомов. Создание первоначального двухмерного зародыша протекает, в соответствии с этой теорией, на пассивированной грани, на которой выигрыш энергии может быть [c.127]

Как указывалось ранее, наибольший расход энергии связан с началом создания двухмерных зародышей, и он значительно уменьшается, когда на поверхности грани появляется воз.можность многократного присоединения структурных элементов в энергетически наиболее выгодное положение 1 (рис. 44). Вот почему любые отклонения на поверхности кристаллической решетки, при которых эта начальная стадия становится необязательной, облегчают процесс электрокристаллизации. Это условие выполняется в реальных [c.127]

Следует иметь в виду, что для развития грани кристалла не всегда необходимо предварительное создание двухмерного зародыша. В тех случаях, когда металл осаждается на чужеродном электроде или на электроде из того же металла, но с сильно за-пассивированной поверхностью, происходит образование трехмерных зародышей. [c.128]

IV—10). Изменение энергии системы в процессе образования двухмерного зародыша квадратной формы со стороной ё можно записать в виде [c.133]

Далее могут возникать поверхностные моноатомные образования с уступами, на которых присоединение следующего атома будет облегчаться благодаря взаимоде йствию уже с тремя соседними элементами (положение ///) энергия взанмодействня составит здесь величину За. После созда1П1я такого поверхностного образования присоединение каждого следующего атома к нему сопровождается выигрышем энергии За и лишь в начале развития каждого нового ряда атомов — 2а, чем обеспечивается так называемый повторяющийся шаг и наибольшая скорость распространения монослоя атомов на поверхности, т. е. наиболее быстрый рост грани. Когда монослой атомов покроет всю поверхность грани, дальнейший ее рост будет вновь проходить те же стадии до тех пор, пока не образуется двухмерный островок, обеспечивающий повторяющийся шаг. Очевидно, что при образовании такого островка — двухмерного зародыша — затруднения роста грани становятся наименьшими. Скорость роста грани, т. е. скорость формирования кристаллической фазы, должна быть поэтому функцией энергии, пеоб- [c.336]

Будевский с сотр. (1966), проводя эксперименты с идеальной гранью (111) серебра, служившей катодом, продемонстрировал возможность такого процесса. В опытах Булевского на катод подавался кратковременный импульс тока, вызывавший смещение потенциала в отрицательную сторону, достаточное для образования двухмерного зародыша. Затем потенциал несколько сдвигали в положительную сторону, что исключало возможность возникновения новых двухмерных зародышей, но обеспечивало рост уже созданного зародыша. Ток, протекавший через ячейку, вначале возрастал, а затем —по достижении фронтом роста зародыша края грани — падал до нуля. Дальнейший рост грани требовал повторного сдвига потенциала в отрицательную сторону до величины, обеспечивающей возникновение следующего двухмерного зародыша. Результаты опытов Булевского показали, что при заданном потенциале наблюдаются периодические колебания силы тока (или, при постоянной силе тока, колебания потенциала) и что рост грани может совершаться через стадии образования двухмерного зародыша и его распространения на поверхности. Однако такой механизм справедлив лишь для некоторых предельных случаев, которые обыч- [c.337]

Кристаллохимическая теория предусматривает возможность образования пакетов слоев роста (состоящих из нескольких этажей двухмерных зародыщей) как результата наложения эффектов пассивации поверхности и изменения ионной концентрации раствора вблизи фронта роста. Предполагается, что часть поверхности, длительное время находившаяся в контакте с раствором, становится отравленной, и образование на ней нового двухмерного зародыша требует добавочной энергии. Напротив, поверхность только что возникшего двухмерного зародын.а остается свободной от адсорбированных посторонних частиц и на ней может с меньшими энергетическими затратами возникнуть новый двухмерный зародыш. Толщина такого пакета ограничивается падением концентрации в зоне наслоения двухмерных зародышей, который может поэтому продвигаться лишь по поверхности грани, а не в направлении, перпендикулярной к ней. Существование пакетов двухмерных зародышей наблюдалось многими авторами. [c.338]

До сих пор еще пе ясно, какой из вариантов является наиболее вероятным все же предпочтение, по-видимому, следует отдать двум иоследним. Существование адатомов (или адионов) было доказано рядом независимых методов, которые позволили также определить их концентрацию. Поверхностная диффузия частиц должна играть наибольшую роль в тех случаях, когда участки роста (дислокации, двухмерные зародыши) занимают лишь незначительную долю поверхности. Тогда, вследствие большого расстояния Ха, на которое должны переместиться адсорбированные частицы до места их включения в решетку, градиент концентрации Асив.с1х,1, а следовательно, и скорость поверхностной диффузии будут малы. Поверхностная диффузия может оказаться замедленной стадией при электроосаж-деыии металлов. Эти условия реализуются на бездефектных гранях (или гранях с малым числом дефектов) и в области низких поляризаций (малые илотности тока), когда число зародышей невелико. [c.342]

При поаы1иении поляризации доля активной поверхности увеличивается в результате возрастания числа двухмерных зародышей и перехода ранее неактивных участков роста в активные (депассивация). Кроме того, при смещеини потегщиала в отрицательную сторону повышается концентрация частиц. Все это приводит к увеличению градиента концентрации, в результате чего поверхностная диффузия перестает быть замедленной стадией. Скорость процесса осаждения начнет лимитироваться иной стадией, наиболее вероятно — стадией переноса заряда. При еще больших поля- [c.342]

При электрохимическом образовании кристаллической фазы фазовое перепапряжение, как это следует из материала, изложенного в настоящей главе, является в действительности совокупностью нескольких видов перенапряжения, и его было бы правильнее назвать фазовой поляризацией. Фазовая поляризация в общем случае слагается из трех видов фазового перенапряжения перенапряжения, связанного с замедленностью образования трехмерных зародышей Т1з, перенапряжения, вызванного замедленным образованием двухмерных зародышей т)2, и перенапряжения, обусловленного замедленностью поверхностной диффузии т)п. д [c.344]

Частный случай фазового перенапряжения — перенапряжение кристаллизации — отвечает процессу электрокристаллизацйи при катодном осаждении металлов. Образовавшиеся при разряде катионов атомы металла первоначально находятся в адсорбированном состоянии на поверхности катода (они называются ад-атомами). Перенапряжение кристаллизации вызывается торможением в стадии вхождения ад-атома в кристаллическую решетку. Согласно Фольмеру, процесс электрокристаллизации идёт в две стадии возникновение центров кристаллизации (кристаллических зародышей) и их рост. Центр кристаллизации — уплотнение атомов, вокруг которого начинается рост кристалла. Различают двухмерные (толщиной в один атом) и трехмерные (толщиной более одного атома) зародыши. [c.509]

Взаимодействие кислорода с чистой поверхностью металла протекает в три этапа I) адсорбция кислорода, 2) иуклеация, т. е. образование зародышей, 3) рост сплошной оксидной пленки. На первых стадиях адсорбции пленка состоит из атомов кислорода, так как свободная энергия адсорбции атомов кислорода превышает свободную энергию диссоциации его молекул. Методом дифракции медленных электронов удалось установить, что атомы некоторых металлов входят в состав адсорбционной пленки и образуют относительно стабильную двухмерную структуру из ионов кислорода (отрицательно заряженных) и металла (положительно заряженных). Как уже говорилось в отношении пассивирующей пленки (разд. 5.5), адсорбционная пленка, составляющая доли монослоя, термодинамически более стабильна, чем оксид металла. На никеле, например, она сохраняется вплоть до точки плавления никеля [1 ], тогда как N 0 разрушается вследствие растворения кислорода в металле . Дальнейшая выдержка при низком давлении кислорода ведет к адсорбции на металле молекул Оа, проникающих сквозь первичный адсорбционный слой. Так как второй слой кислорода связан менее прочно, чем первый, он адсорбируется не диссоциируя. Возникающая в результате структура более стабильна на переходных, чем на непереходных металлах [2]. Любые дополнительные слои адсорбированного кислорода связаны еще слабее, и наружные слои становятся подвижными при повышенных температурах, о чем свидетельствуют рентгенограммы, отвечающие аморфной структуре. Вероятно, ионы металла входят в многослойную адсорбционную пленку в нестехиометрических количествах и к тому же относительно подвижны. Например, обнаружено, что скорость поверхностной диффузии атомов серебра и меди выше в присутствии адсорбированного кислорода, чем в его отсутствие [3]. [c.189]

Рис. Х1-1. Схема роста двухмерного зародыша (В. В. Скорчелетти).

После того как потенциал достигнет значений, при которых реализуется вероятность образования двухмерного зародыша, т. е. когда Дфэфф достигнет некоторого значения Дф, часть накопившихся электронов израсходуется- на разряд ионов с образованием этого единичного зародыш. . При росте грани монокристалла наблюдается пульсация Дф. [c.94]

В то же время известно, чги кристаллы pa iyi и при кр .и . малых (доли процента) пересыщениях. Это объясняют тем, что поверхность грани растущего кристалла не идеально плоская, а имеет различного рода впадины, микротрещины, изломы ит.д Другой механизм роста кристалла заключается в том, что п.ч-за некоторого винтового наруп(ения (винтоиой дмслокати ) на поверхности кристалла его дальнейший рост происходит как бы по винтовой лестнице, или по спирали (рис. 5.5, (5). Для роста кристалла путем присоединения частиц к постепенно продвигающейся спирали не требуется образования двухмерного зародыша, поэтому рост возможен при минимальных пересыщениях раствора. [c.248]

В реальных вяжущих системах процесс образования зародышей кристаллизации происходит на границах раздела фаз (поверхности исходных минералов, гидратов), поэтому значения удельной межфазной энергии уменьшаются, а скорость образования и рост зародышей кристаллизации возрастает. Уменьшение удельной межфазной энергии максимально, если поверхность границ фаз велика и энергетически ненасыщена, а создающий эти границы материал по своим кристаллохимическим характеристикам изоморфен выделяющейся фазе. В предельном случае, когда а=0, образование трехмерного зародыша новой фазы практически исключается, так как энергетически более выгодным становится рост кристаллов путем присоединения к готовым центрам кристаллизации плоских двухмерных зародышей, приводящий к срастанию отдельных кристаллов в прочный кристаллический сросток. [c.355]

Пусть ( 2 — работа, необходимая для образования устойчивого двухмерного зародыша (характеристической капли для пересышенных паров) тогда выражение для скорости образования, а следовательно, для пропорциональной ей плотности тока, будет иметь вид [c.329]

Наряду с возникновшием двухмерных зародышей весьма быстро становится возможным их рост. Скорость этого процесса определяется из соотношания [c.365]

Положения, развиваемые К. М. Горбуновой и П. Д. Данковым, отражают результаты микрофотопрафических исследований, представляющих процесс роста кристаллов посредством послойного образования двухмерных зародышей. Подробные исследования роста кристаллов были предприняты Р. Каишевым на примере серебра. Наблюдения показали, что кубические грани серебряных монокристаллов чаще всего растут спиральными фронтами. Условия роста спиралей можно менять, изменяя силу поляризующего тока. Было показано, что хотя истинная плотность тока остается практически постоянной при различных перенапряжениях, кажущаяся плотность тока возрастает с ростом перенапряжения за счет возрастания числа витков спирали. [c.366]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология