Скорость течения кристалла

Как показывают опытные данные, при кристаллизации из чистой жидкости скорость роста кристаллов при температуре равновесия между фазами равна нулю и увеличивается по мере понижения температуры до некоторого предела. При значительной теплоте отвердевания и при малой теплопроводности вещества выделяющаяся теплота способствует установлению на поверхности раздела температуры равновесия, и только отвод теплоты от системы приводит к одностороннему течению процесса. Чем больше скорость этого отвода теплоты, тем больше, до известного предела, и скорость кристаллизации. Если теплопроводность материала невелика, то процесс может тормозиться недостаточной скоростью передачи теплоты от поверхности соприкосновения фаз к источнику охлаждения. В таких системах перемешивание жидкости, [c.487]

Выполнение работы. Несколько кристаллов сухих солей нитрата ртути (П) и иодида калия поместить в сухую пробирку, в другую пробирку насыпать приблизительно такое же количество этих же веществ в виде мелкого порошка. Энергично встряхнуть обе пробирки. Наблюдать появление окраски вследствие образования иодида ртути (II). Отметить различную скорость течения реакции. Влиянием какого фактора это объясняется Написать уравнение протекающей реакции. [c.45]

Представленное на рис. 5 решение этого уравнения определяет зависимость значения р от отношения радиусов кристалла и тигля г. Следовательно, в рамках рассматриваемой нами модели течения угловая скорость вращения ядра расплава зависит только от геометрических размеров кристалла и тигля. Поскольку практически величина не превышает значения 0,2, то скорость вращения расплава составляет менее 10% от скорости вращения кристалла, то приближенно можно считать, [c.29]

Ранее были получены выражения для скоростей течения расплава около вращающегося кристалла. Эти выражения в безразмерной форме определяются следующими равенствами [c.60]

Из анализа поведения осевой составляющей скорости течения на внешней границе гидродинамического пограничного слоя следует, что увеличение скорости вращения ядра расплава как в одну, так и в противоположную кристаллу сторону приводит к уменьшению теплового потока из расплава. [c.63]

Принципиальная схема установки [20] для изучения скорости роста единичного кристалла 4, закрепленного на конце проволочного держателя 5 представлена на рис. 3.11. Увеличение линейных размеров кристалла фиксируется с помощью передвижного микроскопа 1. Термостатом 6 поддерживается постоянная температура процесса. Величина пересыщения в течение одного опыта практически неизменна ввиду большого количества циркулирующего раствора. Эта схема позволяет исследовать зависимость скорости роста кристалла от пересыщения раствора, его температуры и скорости обтекания кристалла. [c.160]

Как известно, пересыщение растворов устраняется введением достаточного количества центров кристаллизации и турбулентным режимом движения раствора, способствующим интенсивному подведению ионов к поверхности зародышевого кристалла. Аналогичный эффект оказывает и развитая, особенно шероховатая поверхность, с которой контактирует пересыщенный раствор. Поэтому при протекании последнего по трубам на их стенках начинает отлагаться избыток растворенного вещества. Наиболее прочно сращиваются кристаллы с поверхностью стенок труб в местах резкого изменения направления или скорости течения растворов (на [c.11]

В этом режиме благодаря конвекции наряду с диффузионным пограничным слоем около кристалла образуется гидродинамический пограничный слой. В этом слое скорость течения раствора возрастает от нуля на поверхности кристалла до максимальной на некотором удалении от него и далее снова падает до нуля. Тол- [c.41]

В разных диффузионных режимах вероятность возникновения описанных особенностей кристаллов различна. В режиме молекулярной диффузии только малые пересыщения могут привести к росту полногранных кристаллов ввиду малых скоростей диффузии. В режиме свободной конвекции меньше градиенты концентраций вдоль граней из-за конвекционных потоков и из-за того, что скорости диффузии больше, Это позволяет получить однородные кристаллы при существенно больших пересыщениях (скоростях роста), чем в предыдущем режиме. В режиме вынужденной конвекции в связи с повышением скорости течения раствора и уменьшением толщины диффузионного слоя скорости диффузии еще больше, а градиенты пересыщений вдоль грани еще меньше, что дает возможность относительно быстро выращивать крупные однородные кристаллы, получение которых при других режимах затруднительно. [c.45]

Так как для обеспечения массопереноса к растущему кристаллу достаточно сравнительно небольшой скорости течения раствора, то температуры в обеих камерах практически не зависят от скорости течения, а зависят только от температур термостатов. Таким образом, в этом методе имеется возможность в достаточно широких пределах более или менее независимо изменять скорость течения и пересыщение. Соответствующая конструкция камеры подпитки обеспечивает при данной скорости циркуляции раствора и данной температуре, благодаря большой площади шихты, потенциально большую суммарную скорость ее растворения. Это приводит к высокому постоянству концентрации раствора, уходящего из камеры подпитки, т. е. независимости концентрации питающего раствора от концентрации обедненного раствора, уходящего из камеры роста. Таким образом, схема взаимосвязей между основными [c.114]

В некоторых случаях пульсационные составляющие могут достигать значений порядка от 5 до 50 % полной скорости роста кристалла [37, 38]. Относительно г)а необходимо сделать следующие общие предположения пульсационная составляющая не зависит от у и изменяется весьма быстро по сравнению с изменением V. Второе допущение подразумевает, что существует такой интервал времени Ат, в течение которого изменение V будет весьма малым, тогда как за тот же интервал времени т) может испытать несколько флуктуаций. [c.47]

Результаты оптимизации процесса кристаллизации вещества с малой растворимостью и с малой скоростью роста кристаллов в циркуляционном кристаллизаторе, проведенные на основании разработанной выше математической модели позволяют сделать вывод, что в режиме работы аппарата с циклической выгрузкой возможно достижение сравнительно высокой удельной производительности. В продукте при этом содержится более 90 % кристаллов крупнее 500 мкм. Для реализации таки.х режимов необходимо поддерживать отношение периодов накопления и выгрузки в пределах 4 12. Увеличение этого отношения ведет к повышению производительности. Однако, как показывают расчеты, при Т /Тв > 12 есть опасность завала аппарата. С целью сокращения времени выхода установки на стационарный режим необходимо в течение первых 6—8 ч не выгружать суспензию из аппарата. [c.209]

Как показывают опытные данные, при кристаллизации из чистой жидкости скорость роста кристаллов при температуре равновесия между фазами равна нулю и увеличивается по мере понижения температуры до некоторого предела. При значительной теплоте отвердевания и при малой теплопроводности вещества выделяющаяся теплота способствует установлению на поверхности раздела температуры равновесия, и только отвод теплоты от системы приводит к одностороннему течению процесса. Чем больше скорость этого отвода теплоты, тем больше, до известного предела, и скорость кристаллизации. Если теплопроводность материала невелика, то процесс может тормозиться недостаточной скоростью передачи теплоты от поверхности соприкосновения фаз к источнику охлаждения. В таких системах перемешивание жидкости, способствующее выравниванию температуры различных ее слоев, ускоряет процесс кристаллизации. При работе с веществами, обладающими большой теплопроводностью (металлы), в перемешивании обычно не бывает необходимости. [c.481]

Наибольшее значение при исследовании коллоидных растворов получило изучение двойного лучепреломления при течении (оно называется также двойным лучепреломлением в- потоке). Для этого раствор помещают между двумя коаксиальными цилиндрами, из которых один вращается, а другой остается неподвижным, и рассматривают поле между цилиндрами в плоско-поляризованном монохроматическом свете при скрещенных нико-лях или поляроидах. В неподвижном коллоидном растворе поле зрения кажется темным, но при течении возникает ориентация вытянутых частиц (например, УгОб или вируса табачной мозаики), раствор приобретает Двойное лучепреломление и поле становится светлым. При этом в поле зрения наблюдается характерная для одноосного кристалла крестообразная фигура — крест изоклин (рис. 23), поворот которой зависит от скорости течения и может быть измерен при помощи компенсатора. Положение креста изоклин позволяет непосредственно определить угол 1, характеризующий степень ориентации частиц. Зная значение угла 1 при известной скорости течения жидкости, можно вычислить коэффициент вращательной диффузии 0 (см. стр. 33), который для вытянутых эллипсоидных частиц с известным соотношением [c.65]

Основная скорость горения, определяемая уравнением (1), получается только после тщательной термической обработки кристалла при температуре выше 900° С. Если кристаллы предварительно не нагревать, то они горят значительно быстрее. Можно было измерить скорости, которые в десять раз превышали основную скорость. Обычно кристаллы горят с такими повышенными скоростями в течение длительного времени и в значительных интервалах температур. Это определяется водой, которая очень крепко удерживается монокристаллами. [c.341]

Однако в реальном кристалле может развиваться процесс пластического деформирования совсем иной природы и с иными характерными проявлениями. Это так называемое течение кристалла, заключающееся в медленном (при не очень высоких температурах) изменении формы образца под действием фиксированных внешних нагрузок. Для начала течения не требуется, чтобы напряжение превышало какую-либо критическую величину, и в принципе течение кристалла совершается при сколь угодно малых нагрузках. Если в кристалле устанавливается некоторый стационарный режим с постоянной скоростью деформирования, то говорят об установившемся течении, и скорость такого течения однозначно определяется величиной действующего на кристалл напряжения. [c.308]

Разделив на размер образца Ь, мы получим характеризующую установившееся течение кристалла скорость относительного изменения линейных размеров тела, которое по очевидным причинам должно соответствовать чисто сдвиговой деформации [c.311]

Формула (20.7) содержит упоминавшуюся в начале раздела однозначную зависимость скорости установившегося течения от напряжений. В данном случае эта зависимость является линейной. Обращает на себя внимание характерная для диффузионного течения кристалла обратная зависимость скорости деформации от квадрата линейного размера кристаллического образца (1 ). [c.311]

Из сопоставления кривых на рис. 3 видно, что период интенсивного зародышеобразования предшествует периоду интенсивного роста массы и наблюдается в течение индукционного периода, однако в это же время наблюдается уже и рост отдельных кристаллов до значительных размеров. Падение скорости зародышеобразования начинается задолго до времени, отвечающего точке перегиба на кривой 3, поэтому максимумы скорости зародышеобразования и скорости роста массы кристаллов значительно смещены по времени. В то же время зародышеобразование в кристаллизующемся геле растягивается на весь автокаталитический период роста массы, затухая к концу этого периода. Из положения точки перегиба кривой 3, отвечающего 120 ч, и хода кривой / видно, что причиной замедления роста массы кристаллов является начавшееся понижение линейной скорости роста кристаллов, как и можно было ожидать. [c.227]

Представители второго направления в теоретическом исследовании кристаллизации ограничиваются изучением собственно кинетики процесса. Они, исходя из понятий скорости зарождения и скорости роста кристаллов, стремятся определить экспериментально и теоретически зависимость этих величин от переохлаждения АТ, характеризующего отклонение от температуры равновесного сосуществования фаз и одинакового в течение всего процесса. При таком рассмотрении игнорируется роль градиентов температуры в кристаллической фазе и расплаве, хотя о влиянии этого фактора иногда упоминается [11, 121. [c.9]

Предельный переход АГ АГо (при i 0) дает V (0) = 0. Этот результат противоречит значению величины и, которое следует из рассмотрения стационарной задачи, но понятен в аспекте рассмотрения нестационарных условий. Следовательно, при неизотермических превращениях, даже с учетом тепловых эффектов, будет иметь место некоторое запаздывание скорости роста кристалла относительно изменения переохлаждения в системе в течение всего процесса роста. Из выражения (4.12) нетрудно получить для i —оо [c.237]

На рис. 6.46 показаны типы образующихся волокон. Наблюдаемое сужение волокон к концу соответствует механизму их роста (см. также разд. 3.8,2, рис. 3.137). На рис. 6.47 схематично представлен предполагаемый механизм [305]. После образования фибриллярного- зародыша (или внесения его извне) происходит его продольный рост в результате прилипания новых молекул к растущим граням (ПО). Свободные концы молекул находятся в растворе, где они орие тируются и деформируются. Связанное с этим уменьшение их энтропии — главная причина ускоряющего действия течения раствора. Измеренные скорости продольного роста волокон (вдоль направления цепи) соответствуют скоростям роста кристаллов со свободной энтальпией образования зародыша [c.268]

На рис. 18, а сплошными линиями нанесены величины скоростей, вычисленные с помощью выражения (П.8), полученного на основе решения уравнений пограничного слоя, а штриховыми — значения осевых скоростей, вычисленные на основе точного решения уравнений движения. Следует отметить, что описанная выше методика измерения скоростей использовалась для экспериментального исследования движения жидкости в объеме тигля, исключая пограничные слои, которые, как показывают расчеты, имеют незначительную толщину (порядка десятых долей миллиметра). Согласно принятой модели течения расплава, описанной в начале главы, ядро расплава предполагается свободным от радиальных скоростей течения. Этот факт подтверждается экспериментально. Под вращающимся кристаллом имеет место восходящий поток, скорость которого равна значению осевой компоненты скорости течения жидкости в пограничном слое на его внешней границе. Эта скорость может быть определена как из выражения (П.8) при г] = 1, так и из уравнения К ушкЯ( С ), для которого функция Я (сю) вычисляется исходя из точного решения уравнений пограничного слоя. Сплошными линиями на рис. 18,6, в даны величины окружных скоростей вращения жидкости, вычисленные теоретически на рис. 18,6 — по равенству = = г (1)к, на рис. 18,6 — из выражения (II 22). Все вычисления проводили при А = 1 и т = 1 и относятся к моде- [c.53]

Кристаллы Na2SiPe отделяют от маточного раствора и геля кремневой кислоты отстаиванием в течение 30 мин. Скорость осаждения кристаллов NaaSiPe равна 3 м/ч, а геля кремневой кислоты — [c.353]

Обобщая приведенные выше результаты, можно заключить, что этап зарождения алмазной фазы завершается образованием микрокристалла, октаэдрическую форму которого определяет и стабилизирует кристаллографический фактор в течение всего периода его роста до размера, при котором нарушается когерентность поверхности раздела фаз. Причем на данном этапе скорость роста алмаза лимитируется кинетикой поверхностных процессов, что продолжает обеспечивать образовавшуюся гранную форму кристалла вплоть до его размера порядка м, когда происходит смена механизма, лимитирующего скорость роста алмаза. В условиях диффузионного механизма переноса вещества в растворе и относительно низкой скорости роста кристаллов дестабилизирующими их исходную гранную форму роста факторами могут быть анизотропия адсорбции примесей и других структурных дефектов различными гранями, а также химизм и симметрия питающей среды. Наблюдаемое экспериментально резкое падение величины коэффициента а при увеличении размера кристаллов от минимального до 10 м и является следст- [c.373]

Учет флуктуаций скорости роста. Детерминиро-ванно-стохастическая природа массовой кристаллизации проявляется в наличии флуктуаций скорости роста кристаллов одного размера [86, 93], колебание которой является следствием непостоянства скорости их осаждения (движения), различиями свойств поверхности, а также неоднородностью пересыщения по объему системы. Флуктуации происходят около среднего (для данного объема кристалла) значения объемной скорости роста (г1(Р)). Следовательно, г (К) = (г1(Г)), где г у — пульсационная составляющая объемной скорости роста. В некоторых случаях пульсационные составляющие могут достигать значений порядка от 5 до 50 % полной скорости роста кристалла [94]. Предполагается, что пульсапдонная составляющая не зависит от К и изменяется весьма быстро по сравнению с изменением V. Кроме того подразумевается, что существует такой кш-тервал времени Ах, в течение которого изменение V будет весьма малым, тогда как за тот же интервал времени может испытать несколько флуктуаций. С учетом возможных флуктуаций получим [c.683]

Кристализация в однородных дисперсных системах. Когда разработана математическая модель процесса, проведена ее идентификация и показана адекватность, то становится воз.можным оптимизировать технологические режимы работы аппарата с целью получения максимальной производительности при заданном гранулометрическом составе кристаллического продукта. В качестве примера рассмотрим кристаллизатор с циркулирующей суспензией и отстойной зоной для вывода осветленного раствора. Такие кристаллизаторы могут работать в нескольких режимах с накоплением твердой фазы (в аппарат подается питающий раствор и отводится обедненный раствор через отстойную зону) с непрерывной выгрузкой (в аппарат непрерывно подается питающий раствор и непрерывно отводится продукционная суспензия) с циклической выгрузкой (питающий раствор подается непрерывно, обедненный отводится через отстойную зону в течение периода накопления твердой фазы Тк, продукционная суспензия в течение периода выгрузки Тв отводится из аппарата). Выбор режима работы кристаллизатора определяется в основном растворимостью веществ и скоростью роста кристаллов, а также требованиями к их качеству. [c.206]

Кристаллизатор Говарда. Этот кристаллизатор (рис. 1Х-19) представляет собой вертикальный конус, через который снизу вверх движется раствор. Концентрически расположенная нарунашя коническая камера служит для пропускания охлаждающей воды. Кристаллы, суспендированные в потоке раствора, прежде чем они будут удалены из аппарата, должны вырасти до определенного размера. Этот размер должен быть таким, чтобы кристаллы могли оседать, проходя через вершину конуса (низ кристаллизатора), где поток имеет наибольшую скорость течения. Обычно размер кристал- [c.593]

Экспериментальные условия, принятые в этом исследовании, были аналогичны условиям обработки сточной воды, при которой может протекать реакция фосфатного замещения. Ликиа и Стамм [53] установили, что фаза фосфата кальция может дать центр кристаллизации на субстрате карбоната кальция. Как следует из материала, обсужденного ранее, такая фаза образуется при гораздо более высоких степенях пересыщения растворов фосфата кальция, чем те, которые использованы в данном исследовании. Действительно, Фергюсон и Мак Карти [7] показали, что заметное ингибирование роста кристаллов карбоната кальция могло сопровождаться образованием фазы фосфата кальция в растворе, сильно пересыщенном относительно как карбоната, так и фосфата кальция. В ходе самопроизволь-иого осаждения карбоната кальция из сильно пересыщенных растворов сложного состава [54, 56] ингибирование образования кальцита может наступить после того, как в растворе образовались стабильные центры кристаллизации. Например, тот факт, что ион магния не влияет на скорость роста кристаллов арагонита [56], позволяет сделать заключение, что кристаллическое строение самопроизвольно осаждающегося карбоната кальция может быть отрегулировано скоростью роста кристалла, установившейся после образования центров кристаллизации. Одкако в наших экспериментах по росту затравочного кристалла магнийсодержащая фаза на поверхности затравочных кристаллов кальцита не образовывалась даже тогда, когда ион магния мог заместить ион кальция в решетке кальцита с незначительным кристаллографическим искажением. Растворы, содержащие высокие концентрации иона магния, были пересыщенными по отношению к термодинамически устойчивому смешанному карбонату (доломиту), но даже в этих растворах концентрация иона магния оставалась практически неизменной в течение всей реакции кристаллизации. Такое наблюдение подтверждает механизм ингибирования, в основе которого лежит поверхностная адсорбция, что иллюстрируется изотермой адсорбции Ленгмюра. Это также согласуется с данными Берке-ра [56], который обнаружил включение ионов магния в растущие затравочные кристаллы кальцита только после длительного периода кристаллизации (10—50 ч) из сильно пересыщенных растворов (например, 0,50 М Na2 Oз-f 0,50 М СаСЬ). [c.44]

Турнбулл [34] применил дилатометрический метод к эмульсиям ртути в силиконовом масле, используя в качестве эмульгатора лаурат ртути. Чтобы понять сущность этой методики, рассмотрим эмульсию, в которой все капельки имеют один и тот же объем v. Если скорость роста кристаллов велика по сравнению со скоростью процесса образования зародышей, то число капелек, затвердевающих в течение секунды л, равно числу капелек, в которых в течение секунды возникает зародыш таким образом, — = Jvn или — = JvV и V = V oexp ( —/гг )- Здесь fe = Л — частота образования зародышей в расчете на одну капельку и —общий объем всех капелек. Если бы можно было показать, что значение к, измеренное для двух или большего числа монодисперсиых эмульсий с капельками разной величины, пропорционально объему капельки v, то это служи. о бы некоторым подтверждением гомогенного механизма образования зародышей. На практике применялись поли дисперсные эмульсии с известным распределением размеров частиц и были вычислены соответствующие зависимости между объемом и временем затвердевания. Сравнение с экспериментальными данными показало, что k пропорционально v, были вычислены также значения J. С помощью уравнения (50) с AG в той форме, в какой оно приведено в уравнении (47) (видоизме- [c.227]

Отсюда следует, что при фиксированном значении R Rq = = onst) скорость крипа прямо пропорциональна растягивающему усилию. Но в действительности как R , так и плотность источников дислокаций (параметр L) могут существенно зависеть от а. И тогда даже в предположении чисто диффузионного механизма стационарного течения кристалла скорость пластической деформации оказывается более сложной функцией напряжения. [c.324]

В таблице 13 приведены данные для одной серии кристаллов каменной соли, которые были прогреты в течение 5 часов при 725после чего охлаждались с раз.личной скоростью, начиная от 0,25° до 206° в минуту. Из таблицы видно, что чем больше скорость охлаждения кристалла, тем больше световая сумма термовысвечивания. [c.106]

Эта формула показывает, что мы по-прежнему имеем монодисперсный состав кристаллов. Параметр X приобретает смысл размера этих монодисперсных кристаллов. Практика показывает, что первоначально монодисперсный состав несколько расплывается с течением времени, т. е. появляется определенный разброс в снеюре размеров частиц относительно среднего размера. Обычно это явление описывают, приняв во внимание флуктуации скорости роста кристаллов [2, 3, 11,24]. На расплывание спектра размеров частиц BjmHer также зависимость скорости роста кристаллов от размера типа [c.339]

Si02 S.lBHjO. Кривая 1 (см. рис. 4) показывает, как изменялась продолжительность кристаллизации этого геля при 90 °С после его предварительного выдерживания при разных температурах в течение одинакового времени (72 ч). Пунктирная прямая отмечает продолжительность кристаллизации геля, не подвергавшегося предварительному выдерживанию. Кривая 2 построена с учетом затрат времени на предварительную обработку геля. Как видно из этих кривых, предварительное выдерживание геля при всех температурах приводило к сокращению продолжительности его последующей кристаллизации при 90 °С даже в тех случаях, когда учитывалась суммарная длительность предварительной обработки и кристаллизации (кривая 2). Поскольку линейная скорость роста кристаллов в исследованном температурном интервале возрастает с температурой, найденный экстремальный характер кривых / и 2 свидетельствует об особенностях температурной зависимости скорости нуклеации цеолита NaX. Из этих кривых следует, что число зародышей, образующихся в интервале температур 10—25°С при выдерживании геля NaX, должно увеличиваться с ростом температуры, а при более высоких температурах выдержки (25—70 °С) — падать, оставаясь во всех случаях, однако, больше числа зародышей, образующихся за одинаковое время при температуре кристаллизации. Экстремальная зависимость интенсивности нуклеации / цеолита NaX от температуры может быть качественно представлена кривой 3 (см. рис. 4). Такой характер температурной зависимости нуклеации был найден и для цеолита NaA, и он является, вероятно, общим и для других цеолитов, но находится в противоречии с представлениями авторов [8]. [c.229]

Рассмотрим подробнее формулу (2.22), С течением времени основную роль в этом соотношении начинает играть третий член, причем интересно отметить, что для некоторых скоростей роста кристалла (при Год = onst) оказывается необходимым даже греть исследуемое вещество на входе в трубку для поддержания постоянной скорости перемещения границы раздела фаз. Так как разность температур бани и входа трубки — всегда конечная величина, то при I -V XD реализуется соотношение [c.224]