Кристаллизация двумерная

Анализ промежуточной кинетики представляет известные трудности, так как в этом случае пересыщение у поверхности кристалла устанавливается из соотношения между сопротивлениями внешнего диффузионного переноса и процесса собственно кристаллизации подведенного к поверхности вещества. В статистической теории образования двумерных кристаллов выводится следующая зависимость скорости роста от пересыщения в кинетической области процессов [c.176]

Нефтяной углерод (кристаллиты)— -Карбонизация (прокаливание при 500—1000 °С)— -Двумерное упорядочение (прокаливание при 1100—1400 °С)— -Предкристаллизационная стадия (удаление и трансформация гетероэлементов при 1400 °С и выше)—v Кристаллизация — трехмерное упорядочение (графитация при 2300—2800 °С). [c.192]

Нефтяной кокс (кристаллиты) - Карбонизация (прокаливание при 500— 1000 °С) - -Двумерное упорядочение (прокаливание при ПОО—1300 °С) - -Пред-кристаллизационная стадия (удаление и трансформация гетероэлементов при 1400—1500 °С) — Кристаллизация — трехмерное упорядочение (графитация при 2200—2800 °С). [c.199]

При электролитическом осаждении металлов скорость реакции определяется вероятностью возникновения центров кристаллизации, которая тем больше, чем больше величина перенапряжения. Прямолинейный характер зависимости 1п I от 1/г] доказывает, что затруднения всего процесса обусловлены замедленностью стадии образования трехмерных зародышей. Такая зависимость была получена при выделении некоторых металлов на монокристаллах. После возникновения трехмерных зародышей рост металлической фазы происходит в условиях повторяющегося шага прикреплением новых структурных элементов в местах, энергетически наиболее выгодных, а скорость роста определяется энергией, необходимой для образования двумерного зародыша. Для этого случая характерна прямолинейность зависимости 1п I от 1/т]. [c.137]

Процесс кристаллизации развивается благодаря росту зародышей. При этом на гранях микроскопических кристалликов (зародышей) возникают островки двумерных кристаллических образований, которые разрастаются и образуют новые слои. Скорость этого процесса Л.С.К. ( Уд.с.к) зависит от переохлаждения по уравнению того же типа, что и для с.з.ц. к. Однако максимум л. с. к. сдвинут в сторону меньших переохлаждений по сравнению с с.з.ц. к., как это видно из рис. ХП1.4. Если два эти максимума близки друг к другу, то кристаллизация идет в результате роста зародышей, если же они сильно раздвинуты, то кристаллизация затрудняется из-за малой л. с. к. [c.287]

Разряд металлических ионов обладает достаточной скоростью, а кристаллизация является замедленной стадией. При этом образование двумерного зародыша кристалла является наиболее замедленным процессом. В таком случае исходя из работы образования зародыша, получим [c.361]

Подробные исследования роста кристаллов были предприняты Р. Каишевым на примере электрокристаллизации серебра. Наблюдения показали, что некоторые осадки отличаются спиральной симметрией и при нарушениях или сдвигах в кристаллической решетке кристаллизация сопровождается спиральными движениями ступени роста (рис. 95). Подобные представления о сдвиговой дислокации в кристаллической решетке объясняют возможность спирального роста граней кристаллов, когда он может происходить непрерывно, без образования двумерных зародышей. Причиной спирального роста грани является такое нарушение структуры кристаллической решетки, при котором ступень роста имеется лишь на части грани толщина этой ступени постепенно уменьшается к середине грани. При росте такая ступень не исчезает, дойдя до конца грани, как на идеальном кристалле, а все время поворачивается, образуя на грани все новые слои. [c.396]

Рост из расплава. При росте кристалла из расплава движущей силой является относительное переохлаждение 8Т/Т = = (7 — То)/Т о на фронте кристаллизации. Поверхностная шероховатость кристалла, контактирующего с собственным расплавом, а также величина переохлаждения и определяют в основном вид зависимости скорости роста кристалла от 8Т/Т. Как показывает расчет, скорость роста кристалла может зависеть от ST/T линейно (модель нормального роста все поверхностные узлы активны), квадратично (модель дислокационного роста активными центрами являются, например, винтовые дислокации), экспоненциально (рост кристалла из расплава происходит по механизму двумерного зарождения). [c.484]

Все предложенные до настоящего времени теории зарождения и роста НК и пленок игнорируют реальное состояние поверхности раздела, участие во многих случаях химических реакций в процессе кристаллизации из газовой фазы, следствием которых является наличие слоя хемосорбированных молекул на поверхности раздела. При наличии хемосорбции непосредственный обмен между подложкой и средой практически отсутствует и хемосорбционный слой в известном смысле можно считать промежуточной двумерной фазой . Рост кристалла в этом случае, по-видимому, происходит в результате актов химического распада молекул хемосорбционного слоя, механизм которых совершенно не изучен. Особая трудность возникает при обсуждении возможных механизмов роста эпитаксиальных пленок сложных соединений при жидкофазном осаждении в связи с тем, что молекулярная форма нахождения большинства этих соединений в растворах и расплавах в настоящее время неизвестна. Поэтому единой достаточно удовлетворительной теории зарождения и роста НК и пленок при газофазном осаждении пока не существует. Необходимо дальнейшее накопление надежных экспериментальных данных о реальной структуре (атомной и электронной) поверхностей раздела, о явлении хемосорбции, о так называемой закомплексованности и других определяющих явлениях. Важным также в теории гетерогенного зародышеобразования пленок является установление соотношения между процессами статистического зародышеобразования на чистых подложках и на активных центрах. Имеются сведения (Л. С. Палатник и др. 1972 г.) об образовании и длительном существовании в тонких пленках термодинамически неравновесных фаз. Поэтому пределы применимости к тонкопленочным системам (приборы микроэлектроники, оптические покрытия и др.) диаграмм состояний, разработанных для систем массивных материалов, требуют подробного анализа и обсуждения. [c.485]

Увеличение содержания растворенного вещества в участках с повышенным значением термодинамического потенциала определяется разностью химических потенциалов в объеме и в данной локальной области и производной химического потенциала по концентрации. В результате такого процесса адсорбции на локальных поверхностях раздела роль имеющихся в объеме раствора включений в процессе кристаллизации в значительной мере уменьшается вследствие обогащения растворенным веществом поверхности раздела воды и включений. На поверхности последних нарушается существовавшее размерное и ориентационное соответствие между решеткой включения и возникающей новой фазой, и это включение уже не может служить готовым центром кристаллизации, на котором возникают двумерные зародыши новой фазы. [c.188]

На рис. 4.23 представлена схематическая картина кристаллизации аморфного алюмосиликатного геля в цеолит. Двумерная структура геля деполимеризуется под влиянием гидроксильных ионов с образованием растворимых алюмосиликатных частиц, перегруппировывающихся с образованием зародышевой цеолитной структуры. В этой схеме гидратированный катион действует как шаблон . Представленная схема объясняет образование структуры цеолита X, построенного из усеченных октаэдров. Аналогичную схему можно построить с использованием других вторичных структурных единиц, например двойных 6-членных колец. [c.351]

На основе предложенного Странским и Каишевым механизма роста и растворения и вообще равновесия двумерных кристаллов выведено [360] уравнение линейной скорости кристаллизации, пропорциональной скорости образования двумерных зародышей [c.93]

Дальнейшим развитием молекулярно-кинетической теории роста и растворения кристаллов является дислокационная теория. Теория несовершенного роста кристаллов, или теория дислокаций [363— 368], является современной теорией и претендует на наиболее полное описание роста кристаллов из газовой фазы. Она объединяет все лучшее из существовавших до нее теорий. Основная идея ее заключается в том, что плоским двумерным зародышем новых атомарных или молекулярных слоев является дислокация — чисто геометрическое нарушение в кристаллической решетке. Дислокация обеспечивает наличие готовых ступеней на поверхности грани кристалла независимо от расстояния продвижения ступеньки, благодаря чему рост кристаллической грани становится непрерывным, так как разрастание слоя происходит достаточно быстро и считается, что оно не лимитирует скорости кристаллизации. [c.96]

Рост кристалла происходит вследствие того, что на гранях зародыша образуются двумерные кристаллические зародыши, которые разрастаются по всей грани, создавая новый слой. Рассуждения, подобные использованным при выводе формулы (XVIП.бЗ), приводят к уравнению для л. с. к. (линейной скорости кристаллизации) [c.394]

Для получения монокристалла необходимо каким-нибудь образом подавить образование множественных центров кристаллизации. Одним из путей является снижение пересыщения (переохлаждения), способствующее увеличению критического радиуса зародыша. Введение моно-кристаллической затравки приводит к анало -ичиым результатам. При этом спонтанный рост трехмерных зародышей подавляется, а осуществляется двумерный рост кристалла на затравке, более выгодный в термодинамическом отношении. [c.58]

Скорость роста идеально гладкой грани пропорциональна частоте появления на ней двумерных зародышей. Этот этап является весьма чувствительным к пересыщению, и вероятность образования нового слоя при пересыщениях ниже 25—50% совсем ничтожна. Дальнейшее разрастание слоя происходит быстро и от пересыщения не зависит. Однако в реальных кристаллах рост кристалличеекой поверхности становится непрерывным и осуществляется при ма/гых пересыщениях порядка 1 % и ниже. Это противоречие между теорией и практикой объясняет так называемая дислокационная теория. В настоящее время эти представления о механизме и кинетике роста кристаллов из пара являются общепринятыми. Согласно дислокационной теории винтовые дислокации, всегда присутствующие в реальном кристалле и выходящие на растущую поверхность, обеспечивают наличие готовых ступенек. Частицы, адсорбировапные поверхностью, свободно по ней перемещаются и, наконец, присоединяются к имеющемуся дислокационному выступу — ступеньке. В процессе кристаллизации ступеньки не зарастают, а сохраняются в новых слоях. Поэтому вся кинетика роста определяется движением ступенек и нет необходимости в появлении новых двумерных зародышей. При таком механизме роста полностью заполненных плоскостей нет, присоединение частиц происходит по спирали. -Для образцов с достаточно ( свершенной структурой плотность дислокаций, выходящих на поверхность, достигает 10 Поэтому рост такой поверхности происходит во многих точках одновременно и микрорельеф ее оказывается не гладким, а шероховатым. [c.60]

ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, переход в-ва из ионизиров. состояния в р-ре или расплаве в кристаллическое в результате электрохим. р-ции. Лежит в основе всех процессов электроосаждения металлов, а также формирования слоев оксидов и труднорастворимых соед. на аиоде (напр., при образовании электролитич. защитно-декоративных покрытий, в произ-ве хпм. источников тока). Отличается от обычной кристаллизации из пара или р-ра тем, что построе-ншо кристаллич. структуры предшествует перенос заряда с электрода на ион или оба этн акта протекают одновременно. Возникновение зародышей новой фазы при Э. требует определ. пересыщения, к-рое определяется перенапряжением на электроде. Чем выше перенапряжение, тем большее число зародышей возникает в единицу времени на данной площади. Зародыши разрастаются в результате послойного роста граней. Процесс может идти с образованием двумерных зародышей илн по закону слоисто-спирального роста на винтовых дислокациях (см. Рост кристаллов). В результате линейного роста кристаллов происходит их слияние с образованием сплошного слоя электролитич. покрытия. [c.698]

Предложено" даже кинетическое уравнение, описывающее процесс двумерной кристаллизации и роста нанофубок. Оно обобщает предложенную [c.92]

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]

Двумерным аналогом фибриллярной схемы Стэттона должна быть система небольших кристалликов, из которых выходит множество проходных цепей, равномерно распределенных по направлениям в определенной плоскости. Без специальных ухищрений реализовать такую систему, например, простой перпендикулярной переориентацией невозможно. Но ухищрения могут быть того же типа, что обсужденные в связи с рис. XVI. 8. В этом случае переориентация становится возможной, хотя лучше провести двумерный холодный вариант ориентационной кристаллизации, при всестороннем двумерном растяжении, он может быть осуществлен, например, раздувом остывающего расплава, который уже перешел в высокоэластическое состояние с кристаллическими зародышами, играющими роль узлов вулканизации . Вероятно, возможны пути и горячей биаксиальной ориентационной кристаллизации, но они требуют иного технологического обрамления. [c.395]

Образование включений подтипа 1а связывается с механическим захватом среды кристаллизации, растущей с достаточно большой скоростью гранью при наличии на ней макрорезиста. Анализ лауэграмм образцов позволил установить, что такие включения двумерны и захват сопровождается параллельным срастанием (сопряжением) с решеткой алмаза без заметного ее искажения. Хлопьевидные включения (подтип 16) образуются в результате диффузии материала контейнера в расплаве металла-растворителя и захвата растущим алмазом на заключительной стадии процесса синтеза при его длительности около 600 с и более. Закономерности распределения и состав включений второго типа позволяют объяснить их образование накопле- [c.402]

Характерная особенность роста кристаллов слюды—резкая анизотропия скоростей роста базиса (001) и других граней. Скорость роста в плоскости (001) по разным направлениям различна и может изменяться со временем (рис. 15). Округлость ступенчатой поверхности означает, что скорость роста торца макроступени изотропна по отношению к его азимутальным поворотам вокруг нормали к грани (001). Анизотропия скоростей роста устанавливается по соотношению между частотой возникновения новых слоев на грани (001) и скоростью тангенциального движения ступеней. Частота возникновения двумерного зародыша на грани (001) определяется 1) структурным контролем со стороны меж-слоевого катиона, оказывающего слабое ориентирующее влияние на среду кристаллизации 2) нахождением около грани комплек- [c.39]

Среди способов синтеза силикатных и тугоплавких неметаллических материалов процессы кристаллизации (конденсации) из газовой фазы не находили активного применения вплоть до 50-х годов XX в., когда ситуация стала резко изменяться в связи с развитием новых отраслей науки и техники, потребовавших создания материалов с ранее невиданными свойствами. Это произошло потому, что примерно в те же годы была выявлена очень сильная зависимость свойств материалов от их чистоты, а в газовой фазе значительно проще, чем в жидком и тем более твердом состоянии, достичь высокой степени чистоты. Кроме того, кристаллизация из газовой фазы оказалась вне конкуренции при решении поставленной развитием микроэлектроники задачи получения тонкопленочных материалов, одномерных и двумерных монокристаллов. Наконец, из газовой фазы иногда оказывается проще, чем традиционными путями, получать изделия из карбидов и других сверхтугоплавких соединений, а также соединений, склонных к диссоциации при высоких температурах. [c.373]

Наиболее изяш,н0 было показано существование двумерного зарождения при электрокристаллизации серебра [Будевский Е. и др., 1974]. Кристаллы росли в капиллярах, где сравнительно легко получить бездислокационную грань благодаря выходу дислокаций на боковую поверхность кристалла. При отсутствии выходов дислокаций на торце кристалла и подаче соответствующего напряжения на систему кристалл — раствор ток проходил отдельными импульсами. Так как ток проходит только в момент кристаллизации, то он при дислокационном росте должен быть непрерывным. Установлено, что количество электричества, протекающего за один импульс, соответствует числу электронов, необходимому для восстановления того количества серебра, которое перекрывает площадь капилляра моноатомным слоем. [c.37]

Аналитический расчет температурных полей является сложной математической задачей, для решения которой необходимы строгие знания граничных условий кристаллизации и теплофизических своргств самой системы, в том числе ее агрегатных состояний. Поэтому для большинства задач выполнены решения только в одномерном приближении. Несмотря на это даже при одномерном решении удается сделать ряд практических выводов, связанных с условиями кристаллизации. Для оптически непрозрачных сред (кремний, германий) в [51 ] дана двумерная стационарная модель процесса теплопереноса. Перенос тепла в кристалле и расплаве осуществляется только фононами (а1 >> 1). При этом была задана длина кристалла и сформулированы нелинейные граничные условия на поверхности кристалла и расплава. Тогда уравнение теплового баланса на криволинейном фронте роста имеет следующий вид [c.55]

Фольмер и Мардер [360] свели линейную скорость кристаллизации к скорости образования двумерных зародышей, так как установили, что при построении растущей грани кристалла больше всего времени требуется на образование двумерного зародыша. Однако уравнение Фольмера и Мардера для линейной скорости роста кристаллов было выведено ими чисто формально. [c.93]

Механизм гетерогенной кристаллизации связан с переносом углерода летучими соединениями с гетероатомами (О, С1, 51 и др.) через газовую фазу. В подтверждение этого можно привести зависимость полноты процесса гетерогенной кристаллизации от массы термически обрабатываемого образца сахарного кокса [14]. Зависимость количества гетерогенного графита при термической обработке от массы сахарного кокса проявляется на кривых интенсивности рентгеновского рассеяния в возрастании асимметрии максимума 002 (рис. 9) модуляции двумерного максимума 10 и возникновении кристаллического максимума 112. Вместе с тем наблюдается суихест-венное уменьшение межслоевого расстояния 002 осаждаемого из газовой фазы углерода по сравнению с гомогенно кристаллизующимся углеродом (см. рис. 3, 2). [c.275]

Как известно, еще Гиббс в своем замечательном трактате о равновесии в гетерогенных системах выяснил факторы, определяющие стабильность пересыщенных систем. Однако лишь в 1926 г. Фольмер на этой основе построил свою известную теорию образования новых фаз и роста кристаллов, введя понятия о трехмерных и двумерных зародышах и связав их возникновение флуктуационным путем с проблемами скорости зародышеоб-разования и линейной скорости кристаллизации. Рассмотрев работу образования этих зародышей как энергию активации соответствующих процессов, Фольмер открыл путь количественной интерпретации фазообразования и кристаллизации. [c.4]

С другой стороны, в 1927—1928 гг. Косселем и Странским был развит молекулярно-кинетический подход к рассмотрению кристаллизационных явлений. Важную роль в их теории играет так называемое положение на половине кристалла . Это положение является самовоспроизводимым если кристалл достаточно большой, то присоединение или отрыв одной частицы от этого полонгеиия не вызывает никаких изменений — ни геометрических, ни энергетических. При равновесии с окружающей средой вероятности присоединения и отрыва от положения на половине кристалла равны между собой и работа отрыва одной частицы равна энергии решетки кристалла (на одну частицу). Эти свойства положения полукристалла превращают его в своеобразный эталон сравнения вероятностей элементарных процессов отрыва и присоединения и к другим местам на поверхности кристалла. Таким образом, из данных определения работ отрыва частиц при различных их положениях на кристаллической поверхности выявились важные следствия о структуре разного типа кристаллографических граней как в состоянии равновесия, так и при их росте или растворении, т. е. была создана наглядная полуколичественная картина всего процесса кристаллизации. Из нее следует, что рост плотпоупакованных граней кристалла энергетически затруднен из-за необходимости предварительного образования стабильных в отношении дальнейшего роста двумерных комплексов. Однако на этом этапе внутренняя связь между трактовками Косселя — Странского и Фольмера оставалась невыясненной. [c.5]

Эта связь была установлена лишь после того, как в 1934 г. Странским и мной было введено понятие средней работы отрыва , учитывающее отклонения от положения на половине кристалла , которые появляются в начале и в конце каждого ряда при растворении верхних слоев кристаллических граней. Этими отклонениями нельзя пренебрегать в случае кристаллов малых размеров. При помощи этого понятия стал возможен молекуляр-но-кипетический вывод основных термодинамических зависимостей, использованных в теории Фольмера, какими являются уравнения Томсона — Гиббса о давлении паров малых кристаллов уравнение Гиббса — Вульфа о равновесной форме кристаллов работы образования двумерных и трехмерных зародышей и другие. Мною и Странским, а впоследствии в более строгом — в математическом отношении — виде Беккером и Дёрипгом была дана молекулярно-кинетическая трактовка кинетики образования кристаллических зародышей и линейной скорости кристаллизации. Полученные при этом выражения содержат экспоненциальный член, в показателе которого фигурирует работа образования соответствующих зародышей в ее зависимости от пересыщения, [c.5]

Как видно, это уравнение не может передать выявленный в эксперименте ход процесса. В частности, вблизи температуры плавления отсутствует точка перегиба, а именно она обусдов-лена образованием двумерных зародышей. Если процесс кристаллизации во всем температурном интервале представить как [c.169]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология