Кристаллизация контролируемая диффузией

Из-за высокой теплопроводности кристаллов и расплава (10"2—10 см /с) отвод теплоты кристаллизации идет гораздо быстрее, чем диффузия кристаллизующегося вещества. При высоком коэффициенте теплопереноса скорость роста контролируется поверхностными процессами (кинетический режим роста) взаимодействия строительных частиц с кристаллом. [c.41]

В многокомпонентных системах связанные с диффузией стадии Р1—Р16 способны играть важную роль при росте по механизмам превращения всех фаз (твердой, жидкой и газовой) в твердую фазу. Таким образом, каждая из стадий Р1—Р16 может оказаться существенной во всех случаях. При твердофазной кристаллизации диффузия протекает медленно и часто имеет первостепенное значение. Контролировать рост в таком случае трудно, так как в твердой фазе всегда найдется много мест для спонтанного зарождения. [c.111]

Возможность воздействия электрического поля на окислительно-восстановительный потенциал, а следовательно, и на скорость редокс-превращений требует знания стационарного потенциала и скорости саморастворения металла в отдельной частице и слое редоксита прц различных видах контролирующих стадий. Надо полагать, что, как и на металлах, перенапряжение процесса в целом будет складываться из перенапряжения переноса заряда, диффузии и кристаллизации. Под действием электрического поля вклад в перенапряжение каждой из стадий будет изменяться. Выяснение этих закономерностей позволит глубже понять механизм процессов в редокситах и приобрести в виде электрического поля мощный рычаг управления ими. [c.129]

Открытие И изучение изотопов оказало большое влияние на все последующее развитие физики, химии и других естественных наук. Многие радиоактивные изотопы нашли широкое применение в физике, геологии, в технике, в разнообразных научных исследованиях, в биологии и медицине. Радиоактивные изотопы применяются для изучения износа деталей машин и инструмента, для автоматического контроля за ходом производственных процессов, контроля качества продукции, для изучения строения молекул и механизма химических реакций, для исследования явлений диффузии в газах, жидкостях и твердых телах, изучения коррозии металлов, кинетики кристаллизации, растворимости трудно растворимых солей, процессов адсорбции и многих других вопросов. Особенно большое значение изотопы имеют для изучения обмена веществ в растительных и животных организмах, диагностики и лечения многих заболеваний. Обычно для решения различных задач применяют определенный изотоп данного элемента, отличающийся своей массой от средней массы атомов этого элемента в природных соединениях или отличающийся от них радиоактивностью. Такой изотоп (изотопный индикатор) вводят в процесс и в различных его стадиях контролируют содержание изотопа. [c.23]

Отложим пока анализ показателя т и вспомним, что для кристаллизации полимеров необходимо некоторое переохлаждение. Это обстоятельство не только сдвигает область кристаллизации влево по оси температур по сравнению с областью плавления, но и дополнительно расширяет ее (прежние причины размазывания фазового перехода также остаются в силе). Характер температурной зависимости скорости кристаллизации v можно понять из следующих соображений. При Т кристаллизация невозможна (и = 0). С увеличением степени переохлаждения ЛГ = rUj, — скорость V должна была бы все возрастать, но тут всту пает в игру другой фактор вязкость расплава, которая тоже резко возрастает с увеличением АГ. Но так как процессы нуклеации и роста кристаллов контролируются диффузией, а скорость диффузии звеньев или сегментов обратно пропорциональна вязкости, то это должно вызвать уменьшение V при увеличении АГ. Комбинация двух противоположных тенденций приводит к появлению колоколообразной кривой (рис. П1. 10), причем V обращается в нуль при и а максимуму соответствует примерно О.ВГпл правило Годовского [48]). [c.103]

Скорость связывания СаО на жидкофазовой стадии процесса минералообразования зависит от кинетики протекания следующих отдельных его этапов 1) растворения СаО и 2S в расплаве 2) переноса Са + и SiOi " от растворяющихся частиц к зародышам кристаллов 3) кристаллизации 3S. Поскольку все указанные процессы, как уже говорилось, контролируются диффузией, то для описания кинетики связывания СаО при температуре выше 1573 К вполне пригодно диффузионное уравнение Яндера (50). Действительно, [c.201]

В разд. 6.1.2.2 было показано, что кристаллизация из газовой фазы при условиях, когда кинетика определяется условиями протекания процессов на поверхности, изучена достаточно детально. Процесс образования зародышей, контролирующий кристаллизацию, был рассмотрен в разд, 5.2.1. Третий предельный тип кристаллизации - это тот случай, когда единственным процессом, определяющим скорость кристаллизации, является процесс переноса. Протяженные плоские грани, которые наблюдаются для кристаллов, образующихся из газовой фазы, а при определенных условиях и из расцлава и раствора, служат доказательством того, что в этих случаях рост не Контролируется диффузией, поскольку наличие поля диффузии приводит к более высоким пересыщениям вблизи ребер и углов (см. разд. 3.6.1). [c.170]

Кривые кинетики поверхностной кристаллизации чистого кварцевого стекла при переходе в кристобалит в атмосфере воздуха изображены на рис. 4. Как следует из этих данных, наблюдается параболическая зависимость развития процесса кристаллизации во времени, т. е. а =соп81 /т, где х — толщина слоя кристобалита. Это означает, что процесс контролируется диффузией. [c.59]

Сделанное ранее предположение о линейности роста заро-дыша новой фазы (ядра кристаллизации) означает, что скорость изменения объема растущего центра пропорциональна площади его поверхности. Таким образом, в этом случае скорость роста контролируется процессом, происходящим на поверхности раздела кристалл — жидкость. Если же, с другой стороны, предположить, что скорость роста новой фазы определяется скоростью диффузии кристаллизующихся звеньев или сегментов к растущей поверхности, то линейный размер зародыша должен увеличиваться пропорционально корню квадратному из времени. В этом случае v t, т) зависит уже от t-xyiK [c.223]

Превращение центров кристаллизации в более крупные частицы происходит, в основном, за счет диффузии вещества к поверхности и последующего осаждения. Если бы скорость диффузии в растворе была лимитирующей стадией, то скорость роста кристаллов (за исключением тех случаев, когда имеет место высокая степень пересыщения), была бы выше, чем обычно наблюдается. Марк [33], тщательно исследовавший процесс роста кристаллов, показал, что в большинстве случаев этот процесс второго порядка, а не первого, как это соответствует диффузионному механизму. По достижении некоторой определенной скорости перемешивания, скорость роста кристаллов становится независимой от скорости перемешивания. Рост кристаллов часто задерживается или совсем подавляется вследствие адсорбции на них красителей, тогда как на скорость растворения они не оказывают заметного влияния. Это указывает, что какой-то другой фактор, а не диффузия, решающим образом определяет скорость роста кристаллов, особенно в случае мелких частиц, для которых характерно наивысшее значение диффузионного потока. Скорость потери молекул растворителя сольва-тированными ионами ряда металлов намного меньше, чем скорость диффузии [34], и высвобождение растворителя может стать фактором, контролирующим скорость роста. При завершении роста кристаллов диффузия, которая, безусловно, всегда играет какую-то роль, может оказаться определяющим фактором [35. Если в растворе присутствуют посторонние вещества, индукционный период, скорость роста кристаллов и даже форма кристаллов могут измениться. Например, добавление желатина при осаждении сульфата бария значительно удлиняет индукционный период и снижает скорость роста кристаллов. Дейвис и Нанколлас [36] обнаружили, что многие органические вещества, например бензоат калия, даже при низких концентрациях уменьшают скорость перекристаллизации хлорида серебра. Эозин может вообще предотвратить рост кристаллов. [c.168]

Для полуколичественного описания процесса формирования сферолитов Кейт и Падден предложили пользоваться параметром б, представляющим собой отношение коэффициента диффузии примесей в расплаве О к линейной скорости роста кристалла С (т. е. Ь = 0/С). Проводя кристаллизацию в различных условиях, в которых удавалось контролировать изменения ОиО, они полу- [c.199]

Следует заметить, что как уравнение (5), определяющее образование зародышей, так и уравнение (7), определяющее рост кристаллов, содержат кинетический член, являющийся функцией энергии активации ДС в первом уравнении и энергии активации ДС" — во втором. В общем случае эти значения энергии активации не равны и даже не должны быть величинами одного и того же порядка. Скорость роста кристаллов в сложном веществе может определяться скоростью диффузии атомов из положений, удаленных на значительные расстояния, к поверхности кристалла. На скорость образования зародышей в то же время может влиять только энергия активации, контролирующая движение атомов, находящихся на очень малом расстоянии от центра кристаллизации. Следует заметить, что ДС в уравнении (7) равно нулю при температуре плавления и, следовательно, член [1 — ехрДС/Т ] становится равным нулю. Поскольку ДС увеличивается пропорционально ДГ [уравнение (4)], член [1 — ехрДС/ Г] растет при усилении переохлаждения. Для малых значений ДГ этот член является доминирующим, поэтому сначала скорость роста увеличивается при падении температуры. Однако в конечном счете кинетический фактор ехр[—ДС"// Г] становится определяющим и скорость роста кристаллов снова начинает падать (рис. 10). [c.44]