Расплавы кристаллическая фаза

Отсутствие изданий, посвященных проблеме кристаллизации расплавов в целом и особенно аппаратурно-технологическому оформлению и расчету типовых технологических процессов, естественно, сдерживает развитие и внедрение данного перспективного процесса. Учитывая сложившееся положение, авторы стремились в первую очередь рассмотреть технологические аспекты и закономерности процессов кристаллизации расплавов, а также аппаратурное оформление данных процессов. В саду этого вопросы термодинамики фазового перехода расплав — кристаллическая фаза, зарождения и роста отдельных кристаллов, формы и структуры кристаллических образований рассмотрены в ограниченном объеме. [c.11]

Необходимо отметить, что большинство смесей при фазовом переходе расплав — кристаллическая фаза имеют довольно высокие коэффициенты разделения, поэтому фракционная кристаллизация расплавов относится к высокоэффективным процессам. [c.6]

Представляется особенно перспективным сочетание процессов ректификации и фракционной кристаллизации. Возможно значительное число различных вариантов такого сочетания [339— 343], что обусловлено разнообразием диаграмм фазового равновесия расплав — кристаллическая фаза и л идкость — пар. [c.291]

На рис. 8.11, а в качестве примера представлен один из вариантов сочетания процессов ректификации и фракционной кристаллизации расплава применительно к разделению бинарной смеси, имеющей монотонно выпуклую диаграмму равновесия расплав — кристаллическая фаза эвтектического типа (при отсутствии растворимости компонентов в твердом состоянии). Подобную смесь, как известно, методами одной лишь фракционной кристаллизации нельзя разделить на чистые компоненты ввиду наличия на диаграмме расплав — кристаллическая фаза эвтектической точки. В лучшем случае при фракционной кристаллизации можно получить в чистом виде один из компонентов смеси и маточник эвтектического состава. Однако сочетая процессы ректификации и кристаллизации, можно разделить данную смесь на практически чистые компоненты, используя одну ректификационную колонну и один или два кристаллизатора. [c.291]

Если при плавлении химического соединения образуется расплав иного состава, чем исходная кристаллическая фаза, то процесс называют инконгруэнтным плавлением. Учитывая, что при плавлении валовой состав системы остается неизменным, следует ожидать, что наряду с расплавом образуется. .., компенсирующая различие состава исходного соединения и расплава. [c.284]

На рис. XVI- в качестве примера представлены два варианта сочетания процессов ректификации и кристаллизации применительно к разделению бинарной смеси, имеющей диаграмму равновесия жидкость — пар, близкую к идеальной, и диаграмму расплав — кристаллическая фаза эвтектического типа (при отсутствии растворимости компонентов в твердом состоянии). Подобная смесь, как указывалось выше, методами простой фракционной кристаллизации не может быть разделена на чистые компоненты из-за наличия на диаграмме расплав — кристаллическая фаза эвтектической точки. В лучшем случае можно получить в чистом виде лишь один из компонентов смеси и маточную жидкость эвтектического состава. Однако, сочетая процессы ректификации и кристаллизации, рассматриваемую смесь можно разделить на практически чистые компоненты. Для осуществления такого процесса необходимо иметь одну ректификационную колонну и один или два кристаллизатора. [c.329]

На рис. ХУ1-3, б показан один из вариантов разделения азеотропной смеси, имеющей диаграмму равновесия расплав — кристаллическая фаза эвтектического тина, с полной взаимной нерастворимостью компонентов в твердом состоянии. Здесь кристаллизация используется для выделения одного компонента смеси, а ректификация — для очистки другого. [c.333]

Выбор оптимального варианта сочетания процессов ректификации и кристаллизации в каждом частном случае следует производить, исходя из конкретных условий разделения. Определяющими факторами при этом являются концентрация исходной смеси, требуемая степень чистоты разделяемых компонентов, производительность установки, характер диаграмм равновесия жидкость — пар и расплав — кристаллическая фаза, а также энергетические, капитальные, эксплуатационные и другие затраты на процесс разделения. [c.333]

Практически вытяжкой повысить прочность волокон на разрыв сверх 9,81-10 Па (100 кгс/мм ) не представляется возможным. Поэтому предлагались различные обходные пути наиболее эффективен использованный Савицким и Левиным [см. 16, с. 484], при котором закристаллизованное волокно подвергается кратковременному очень сильному обогреву (при температуре, существенно превышающей температуру плавления) с одновременной сильной вытяжкой. Вытяжке в этом случае, по существу, подвергается уже расплав удается получить, по крайней мере частично, кристаллиты с развернутыми цепями типа игольчатых кристаллов или усов (ср. стр. 227) как показывают опыты и ориентировочные расчеты, 10% таких кристаллитов по отношению к общему объему кристаллической фазы оказывается достаточно для получения прочности, превосходящей 20-10 Па. [c.217]

Чтобы далее проследить за фазовыми изменениями при охлаждении, необходимо построить путь кристаллизации. В данном случае путь кристаллизации означает геометрическое место точек, показывающих изменение состава жидкой фазы при кристаллизации. Поскольку заданный расплав начинает кристаллизоваться с выделением кристаллов А, а компоненты В и С при этом остаются в жидкой фазе, то соотношение между компонентами В и С в жидкой фазе сохраняется постоянным, пока выделяются кристаллы А. Как уже отмечалось, при сохранении постоянства соотношения двух компонентов точка состава будет перемещаться по прямой, исходящей из вершины третьего компонента. Следовательно, состав остаточной жидкой фазы при кристаллизации компонента А будет скользить по продолжению линии Ат в сторону понижения температуры (отрезок тр). Пока путь кристаллизации проходит по полю А, выделяется только одна кристаллическая фаза. По достижении пограничной кривой ВзВ начинается совместное выделение двух кристаллических фаз Л и С, т. е. компонентов, поля кристаллизации которых разделяет данная пограничная кривая. [c.73]

Когда точка заданного состава будет лежать в поле кристаллизации компонента А, но несколько выше точки т (например, точка п), в качестве вторичной кристаллической фазы выделятся не кристаллы С, а фаза В, если путь кристаллизации попадет на пограничную кривую Е1Е. Если путь кристаллизации попадет непосредственно в точку Е, фазовые превращения пройдут по схеме расплав->Л+ж. ф. Л + -l-i5+ +ж.ф. (в точке Е)- А + [c.74]

Рассмотрим процесс охлаждения расплава, заданного на диаграмме фигуративной точкой М (состав 45 % А н 55 % В). При медленном о.хлаждении расплава кристаллизация начинается при температуре, отвечающей фигуративной точке 3 на линии ликвидуса кристаллизуется твердый раствор, состав которого определяется точкой 4 на линии солидуса (твердый раствор по сравнению с жидким обогащен высокоплавким компонентом А, 93 %). Оставшийся расплав обогащается низкоплавким компонентом В, что соответствует перемещению точки 3 по линии ликвидуса вправо в положение 3. Выделяющаяся новая порция твердого раствора (точка 4 ) по сравнению с жидкой снова обогащается компонентом А, но по сравнению с предыдущей порцией твердого раствора она менее богата компонентом А (сравните составы твердых растворов в точках 4 и 4 ). Таким образом, состав твердого раствора в процессе кристаллизации меняется по линии солидуса тоже вправо (показано стрелками на диаграмме). Если диффузия в кристаллах настолько значительна, что при каждой температуре вся кристаллическая фаза приходит в равновесие с расплавом нового состава, то в какой-то момент состав твердого раствора сравняется с составом исходного расплава (при температуре ( — точка 4") и кристаллизация закончится. При дальнейшем понижении температуры будет происходить охлаждение твердого раствора, что будет соответствовать перемещению фигуративной точки в положение А/. [c.90]

Инконгруэнтным называется такое плавление, при котором химическое соединение полностью термически диссоциирует на один из компонентов и расплав, причем состав кристаллической фазы не совпадает с составом жидкой фазы. [c.186]

При переходе к четверной системе размерность повышается на единицу и аналогом треугольника будет тетраэдр, аналогом изотерм — некоторые изотермические поверхности, пограничных линий-— другие поверхности, на которых расплав находится в равновесии с двумя кристаллическими фазами. На пересечениях этих поверхностей, т. е. на линиях, существует равновесие между расплавом и тремя кристаллическими фазами. Пересечение линий дает точку (четверную эвтектику), в котор.ой возможно существование пяти фаз — раствор и кристаллы всех четырех компонентов. [c.160]

На пограничной поверхности начинается вторичная кристаллизация, а затем на линиях — третичная кристаллизация (равновесие расплав — три кристаллические фазы). Наконец, пересечение линий происходит в точке, где система нонвариантна (четвертичная кристаллизация). [c.160]

При кристаллизации изоморфных смесей образуется лишь одна кристаллическая фаза состоящая из смешанных кристал лов содержащих оба компонента Это твердый раствор замеще ния в котором частицы одного компонента замещают в узлах кристаллической решетки частицы другого компонента Темпера тура начала кристаллизации зависит от состава жидкого распла ва Состав выпадающих кристаллов не совпадает с составом равновесной с ними жидкости [c.159]

Примечание. Выделены достоверно изученные ротационные фазы Л/и Л// С— кристаллическая фаза, I — расплав. Описание фаз приводится в тексте. [c.63]

Последовательная перекристаллизация. Различают схемы последовательной перекристаллизации по линии маточника и по линии кристаллической фазы [1, 68]. В соответствии с первой схемой (рис. 2.14, а) исходный расплав Р поступает в первый кристаллизатор, где образуются кристаллы К и маточник Ми подвергаемый вторичной кристаллизации во второй ступени. При этом образуются маточник М2 и кристаллы К2. Маточник М2 подвергается дальнейшей кристаллизации и т.д. При наличии п ступеней получается п кристаллических фракций и один маточник Мп- [c.72]

Необходимы механически свойства металлов и сплавов достигаются введением в расплав легирующих добавок. Добавки стабилизируют кристаллическую фазу зерна, образуют твердые растворы с основным компонентом расплава и способствуют образованию новой дисперсной фазы. Появление твердых растворов между зернами структуры может увеличить ее пластические свойства. Упрочняющее действие возникающих дисперсных фаз при введении легирующих добавок можно проиллюстрировать образованием в хромоникелевых сплавах при добавлении титана и алюминия кристалликов NisTi и NisAl, которые сильно взаимодействуют с твердым раствором сплава. Высокое содержание никеля и хрома в стали обеспечивает получение устойчивой аустенитной кристаллической структуры зерен (у-фаза), обладающей наибольшей жаропрочностью. [c.387]

Кристаллическая фаза /<1, содержащая около 80% -ксилола, расплавляется. Полученный расплав направляется на вторую стадию кристаллизации Крг, где он охлаждается до температуры минус 10—18 °С. Отсюда маточник М2, содержащий 40—60% п-ксилола, передается на первую стадию кристаллизации. Кристаллическая фаза К2 расплавляется и отбирается в качестве очищенного 97—98% п-ксилола. Выход последнего составляет около 50% от его содержания в исходной смеси. На выход и качество получаемого -ксилола влияют различные факторы [34], главным образом температурный режим и аппаратурное оформление стадии кристаллизации, способ и условия разделения суспензии, промывка кристаллической фазы и др. [c.117]

В первом случае некоторое количество обогащенной фракции подают насосом Нз из сборника Са в кристаллизатор. В теплообменнике Т1 эта фракция нагревается и, циркулируя через кристаллизатор, расплавляет кристаллическую фазу. По окончании плавления полученный расплав возвращается в сборник С2. Во втором случае в теплообменнике Тг промежуточный теплоноситель, циркулирующий по контуру охлаждения, нагревают до температуры, обеспечивающей расплавление кристаллической фазы. С целью частичного выплавления из кристаллической фазы низкоплавких примесей, что повышает эффективность разделения, при нагреве часто делают некоторую выдержку при промежуточной температуре, находящейся между точками солидуса и ликвидуса разделяемой смеси. [c.171]

Теплофизические свойства материала твердых тел, погружаемых в расплав, разумеется, также оказывают определенное влияние на процесс разделения. Например, с увеличением теплоемкости тела при прочих равных условиях количество образующейся кристаллической фазы возрастает, а эффективность разделения снижается. [c.186]

Исходный расплав Р подают в секцию питания, являющуюся обычно одной из промежуточных ступеней аппарата. Обедненный высокоплавким компонентом продукт выводят из первой секции в расплавленном виде. Обогащенная высокоплавким компонентом кристаллическая фаза /Сг по выходе из третьей секции поступает в четвертую, где полностью расплавляется. При этом часть полученного расплава отбирается в виде конечного высокоплавкого продукта П, а другая часть возвращается в аппарат в качестве флегмы. [c.190]

Следует иметь в виду, что при окислении производных ионола образуются новые вещества, которые при повышенных температурах образуют гомогенный расплав с окисленной частью при охлаждении кристаллическая фаза этой части может не выделиться из расплава и таким образом не проявится в рентгенограмме. [c.267]

Точка плавления—состояние кинетического равновесия, определяющееся числом атомов, переходящих за определенную единицу времени из кристаллической фазы в изотропный расплав, и равным ему числом атомов, которые перестраиваются из расплава в кристалл. Следовательно, в точке плавления не происходит ни спонтанного образования зародышей, ни роста кристалла оба фактора кристаллизации здесь равны нулю. Только переохлаждение вызывает рост кристаллов и образование новых центров кристаллизации. С увеличением степени переохлаждения возрастает не только спонтанное образование зародышей, но и скорость кристаллизации. Оба фактора, однако, увеличиваются до [c.376]

Представляется перспективным использование сочетания процессов кристаллизации и ректификации для разделения гетероазео-тронпых смесей, а также смесей, имеющих на диаграмме расплав — кристаллическая фаза перитектические точки. [c.333]

В каждой точке, лежащей на линии, отвечающей эвтектиче-ской температуре (кроме крайних точек этой линии), возможны три различных сочетания равновесных фаз, а именно расплав + одна кристаллическая фаза, расплав+две кристаллические фазы, две кристаллические фазы. В соответствии с этн.м система может быть условно моновариантна или нонвариантна. В эвтек тической точке возможна и одна фаза. [c.377]

Точка с, отвечающая температуре и составу раствора, который может находиться в равновесии с двумя кристаллическими фазами, называется перитектической. Она отличается от эвтектической тем, что оба вида кристаллов, равновесных с расплавом, обогащены одним и тем же компонентом по сравнению с этим расплавом (в данном случае компонентом aSiOg), тогда как в эвтектической точке расплав находится в равновесии с двумя кристаллическими фазами, одна из которых обогащена по сравнению с расплавом первым компонентом, а другая—вторым компонентом. [c.387]

Оптимальные температуры травления кристаллов в расплаве смеси компонентов А и С определяются эмпирически. Кристалл, предназначенный для травления, закрепляется на штоке, режим травления подбирается пробными погружениями нижней части кристалла в расплав. В случае переохлаждения расплава начинается нарастание на кристалл твердой фазы, в случае перегрева расплава кристалл подплавляется оптимальной является область температур расплава, при которых кристалл не оплавляется и не обрастает твердой фазой. В этом случае протравленная поверхность кристалла оказывается свободной от видимых невооруженным глазом остатков расплава и не требует специальной очистки. В то же время при 50-кратном увеличении на поверхности кристалла видны налипшие на нее оптически анизотропные, пластинчатые кристаллы, имеющие форму треугольников, ромбов, шестиугольников (см. рис. 90). Согласно диаграмме состояний системы УгОз — А 20з, в переохлажденном расплаве смеси л У20з уА 20з при х/г/<1/3, кроме жидкой, присутствует твердая фаза а-А 20з. Оптический анализ твердой фазы, нарастающей на кристалл в случае переохлаждения расплава, показал присутствие двух кристаллических фаз ИАГ и а-АЬОз. Учитывая сказанное, а также морфологию пластинчатых кристалликов, налипших на поверхность 224 [c.224]

Определение температуры кристаллизации переохлаждающихся веществ связано со значительными погрешностями, а в ряде случаев практически невозможно. Для веществ, склонных к сильному переохлал<дению, температура фазового перехода кристаллическая фаза — расплав может быть более точно определена на основе анализа кривых плавления [17]. Это связано с тем, что кристаллическую фазу практически нельзя перегреть. Плавление всегда начинается при достижении в нагреваемом образце вещества температуры его плавления. [c.14]

Для осуществления массовой кристаллизации при непосредственном контакте разделяемой смеси с жидким хладоагентом часто применяют емкостные аппараты, снабженные турбинными или лопастными мешалками [57, 142—145]. Такие аппараты обычно работают в периодическом режиме. В аппарат заливают расплав при температуре несколько выше температуры ликвидуса и при непрерывном перемешивании постепенно вводят хладоагент до достижения заданной температуры смеси. При перемешивании жидкий хладоагент (или кристаллизующаяся смесь) диспергируется и равномерно распределяется по объему. Продолжительность охлаждения обычно составляет 1 —10 мпп, что в 10—100 раз меньше, чем при кристаллизации в емкостных аппаратах с отподом тсплл через сгепку. Для игделеиия кристаллической фазы от маточника и хладоагента, применяют фильтры или центрифуги. Чтобы повысить степени очистки, кристаллы после фильтрации, дополнительно промывают подогретым хладоагентом. [c.124]

Известно несколько конструкций непрерывных противоточных центробежных кристаллизаторов, В кристаллизаторе роторного типа (пат. ФРГ № 1170373) на периферии ротора расположен плавитель, а ближе к оси — фильтрующие перегородки, через которые отбирается низкоплавкий продукт. Исходная смесь охлаждается в отдельной зоне. Образовавшаяся кристаллическая суспензия пз зоны охлаждения подается через центральное отверстие ротора. Кристаллы под действием цеитробемуной силы перемещаются к периферии ротора и там расплавляются с помощью нагревателя. Отсюда расплав частично отбирается в виде высокоплавкого продукта, а частично направляется противотоком к движущейся кристаллической фазе и выводится из ротора в виде низкоплавкого продукта через фильтрующую пере-городу. Ротор другой конструкции (пат. США № 2696307) состоит из симметрично расположенных цилиндрических секций, присоединенных к центральному валу. [c.227]

Процесс разделения осуществляется следующим образом. В предварительно прогретый аппарат загружают исходный расплав, частичная кристаллизация которого происходит при постепенном понил ении температуры хладоагента. При этом на охлаждающих элементах образуется кристаллическая фаза. Охлаждение проводится до температуры, равной температуре солидуса разделяемой смеси (или несколько превышающей ее). В течение всей стадии охлаждения в нагревающие элементы поступает теплоноситель, температура которого на 1—3 °С выше температуры ликвидуса разделяемой смеси, вследствие чего вокруг этих элементов остается зона иезакристаллизовавшегося маточника, обогащенного низкоилавким компонентом (примесями). [c.253]

Исследованы [323] закономерности фракционного плавления с использованием предварительно охлажденных тел (вертикальных гладких и оребрепных латунных цилиндров). Охлажденный до заданной температуры цилиндр погружали в термостатированный расплав, помещенный в стеклянный сосуд с рубашкой. В течение 15 мин на поверхности цилиндра образовывался слой кристаллов, после чего оставшуюся маточную жидкость сливали через спускной кран. Затем температуру греющего агента, подаваемого в рубашку аппарата, повышали с определенной скоростью для постепенного расплавления кристаллической фазы. [c.255]

Существование жидкокристалличеоких фаз в низкомолекулярных системах известно еще с конца XIX в. Райнитцер [1] наблюдал необычное поведение некоторых сложных эфиров холестерина при их плавлении. Он обнаружил, что кристаллы этих веществ быстро плавятся, образуя не изотропный, а мутный расплав. Был сделан вывод, что в расплавленном состоянии все еще сохраняется какая-то степень порядка. Кроме того, Райнитцер обнаружил,, что мутность исчезает при более высокой температуре, названной температурой просветления. Двумя годами позже Леман [2] установил, что олеат аммония и лара-азоксифенетол между чисто кристаллической фазой и полностью изотропной жидкой фазой находятся в мутных состоя ниях. Дальнейшие исследования этих авторов показали, что непрозрачные системы термодинамически стабильны, а их структура является промежуточной между кристаллическим и жидким состояниями [3]. [c.15]