Кристаллизация из жидкого или растворенного состояния

Рис. XI 1.4. Диаграммы состояния двойной системы с кристаллизацией твердого раствора типа V (а) и IV (б) Розебома и с расслаиванием в жидком состоянии,

Еще более сильное взаимодействие между атомами металлов приводит к образованию растворов не только в жидком, но и в твердом состоянии. При кристаллизации жидкого раствора или расплава выпадают кристаллы твердого раствора двух или более металлов и сплав получается гомогенным. Такими сплавами являются, например, нержавеющие или жаропрочные стали, содержащие хром, никель и другие компоненты в небольших концентрациях, растворенные в железе ( у-модификация). Образование сплавов этого типа также будет рассмотрено подробно. [c.243]

Существует два основных типа диаграмм состояния, описывающих системы с неограниченной взаимной растворимостью в жидкой фазе и ограниченно взаимно растворимых в твердом состоянии. Один тип отвечает тому случаю, когда при кристаллизации жидкого раствора независимо от его концентрации всегда образуется твердый раствор, обогащенный одним и тем же компонентом. Аналогичную картину мы наблюдаем на диаграмме рис. 21, где из паров любого состава конденсируется жидкость, обогащенная компонентом В. [c.74]

В жидком состоянии большинство металлов растворяются друг в друге и образуют однородный жидкий сплав. В процессе кристаллизации жидкого спла- [c.212]

Растущий кристалл твердого раствора в среде жидкого раствора в зависимости от температуры меняет свой состав и постепенно приближается к составу твердого раствора в конце кристаллизации, что соответствует составу взятого сплава. На рис. 154 показан этот процесс, а также построение диаграммы плавкости Си—Ni по кривым охлаждения, изменение состава в процессе плавления и отвердевания сплавов в соответствующем интервале температуры и фазовое состояние областей диаграммы плавкости. [c.275]

В жидком состоянии большинство металлов растворяются друг в друге и образуют однородный жидкий сплав. При кристаллизации из расплавленного состояния различные металлы ведут себя по-разному. Основными случаями являются при этом следующие три. [c.543]

Растворимость твердых веществ в жидкостях можно характеризовать, рассматривая процессы кристаллизации веществ из жидких растворов. В этих процессах может играть существенную роль и взаимная растворимость веществ в кристаллическом состоянии. [c.338]

При кристаллизации веществ из растворов и расплавов часто выделяются не чистые твердые вещества, а так называемые твердые растворы. Например, такие растворы образуют иод в бензоле. При охлаждении приблизительно до 5°С выпадающие из раствора кристаллы бензола окрашены иодом. Причем количество иода, растворенного в бензоле, пропорционально концентрации иода в жидком растворе. Распределение иода между жидкой и твердой фазами подобно распределению его между двумя несмешивающи-мися растворителями. Непрерывный ряд твердых растворов дают медь и золото, титан и цирконий, германий и кремний и т. п. при кристаллизации их расплавов. Фазовые диаграммы этих систем (рис. 62) аналогичны диаграммам состояния для двух смешивающихся жидкостей (рис. 57). Применительно к процессам кристаллизации для них справедливы законы Коновалова., Жидкая фаза [c.219]

Более сильное взаимодействие между атомами металлов приводит к образованию непрерывных или неограниченных жидких растворов, при кристаллизации которых металлы выделяются в свободном состоянии и не образуют твердых растворов. [c.270]

В качестве примера рассмотрим реальную диаграмму плавкости системы В1—С(1, возможные состояния которой мы уже разбирали по правилу фаз Гиббса—Коновалова (рис. 126). На диаграмме плавкости показаны области жидкого раствора (/), области кристаллизующихся В1 и С(1 из растворов (II, IV) и область эвтектики (III). Пунктирными кривыми показаны связи Т=/1(С) и С=/г(Т). Схематически приведены структуры образующихся сплавов а — структура эвтектического сплава состоит из мелких кристалликов В и Сё, рост которых был задержан в процессе сплошной кристаллизации при наи-низшей — эвтектической — температуре. [c.246]

Для соединений низшей степени окисления d-металлов характерна значительная широта области гомогенности они сохраняют кристаллическую структуру при значительных колебаниях количественного состава. При наличии кислородных вакансий оксид титана ТЮ обладает металлической проводимостью. Эти свойства особенно часто проявляют соединения -металлов с элементами-окислителями с относительно небольшой электроотрицательностью (S, N, С, Si, В). Их назьшают металлообразными соединениями. Они обладают значительной широтой области гомогенности, проводят электрический ток и многие из них переходят в состояние сверхпроводимости. Металлообразные соединения растворяются в металлах, образуя главным образом жидкие растворы, распадающиеся в процессе кристаллизации. Образование таких соединений особенно характерно для -металлов, в которых электроны подуровня d принимают участие в образовании химических связей в первую очередь. [c.332]

Прежде всего рассмотрим диаграмму конденсированного состояния тройной системы А—В—С, образованной компонентами А, В, С, которые в расплавленном состоянии обладают полной взаимной растворимостью, т. е. могут образовать тройной жидкий раствор, в каком бы количественном отнощении их ни смещивали в твердом же состоянии они совсршенно-нерастворимы один в другом, так что их затвердевщий сплав представляет механическую смесь. В общем случае затвердевание такой расплавленной смеси происходит следующим путем охлаждение " жидкости, замедление, связанное с выделением одного из компонентов, более сильное замедление, связанное с выделением двух компонентов, и наконец, остановка, связанная с одновременной кристаллизацией всех трех компонентов, после чего следует охлаждение целиком затвердевшего сплава. Кривая охлаждения в этом случае будет состоять из пяти кусков 1) наклонный кусок — охлаждение жидкости, 2) более пологий ход кривой — кристаллизация одного компонента, 3) еще более пологий ход кривой — кристаллизация двух компонентов, 4) горизонтальный, т. е. параллельный оси времени, прямолинейный кусок — кристаллизация трех компонентов, 5) опять понижающийся кусок кривой — охлаждение затвердевшего сплава. Применяя правило фаз и прини.мая во-внимание, что давление остается постоянным, приходим к выводу, что процесс кристаллизации трех компонентов нонвариантный (собственно, условно нонвариантный), поэтому он должен происходить при постоянной температуре и постоянном составе жидкости вплоть до полного затвердевания, каков бы ни был состав исходного расплава. Это так называемый процесс эвтектической кристаллизации кристаллизующаяся же при этом жидкость называется тройной жидкой эвтектикой. [c.73]

В промышленных аппаратах кристаллы чаще всего находятся во взвешенном состоянии в массе жидкого раствора. Экспериментальная установка для изучения скорости роста кристаллов в этих условиях приведена на рис. 3.12. В вертикальную стеклянную трубу помещается монофракционная навеска кристаллов, которые увеличивают размеры за счет контакта с циркулирующим раствором постоянной температуры и пересыщения. Средняя относительная скорость движения кристаллов и раствора зависит от интенсивности циркуляции. Скорость роста кристаллов (усредненную по всем кристаллам) определяют взвешиванием навески через определенные промежутки времени после начала опыта. Такая методика позволяет получать более достоверные экспериментальные результаты в условиях, достаточно приближенных к реальным условиям массовой кристаллизации. Пересыщение не должно быть слишком высоким, чтобы не происходило образования новых зародышей. [c.160]

Скорость роста и совершенство кристалла в первую очередь определяется соотношением между составом среды и составом кристалла. Поэтому первым шагом в классифицировании способов получения кристаллов будет выделение способов получения кристаллов из чистых сред и способов получения из растворов , параллельно с разбиением методов на основании различий сред по их агрегатному состоянию. Движение атомов и молекул, характер взаимодействия между частицами (постоянный, временный), порядок в расположении их различаются для разных агрегатных состояний. В связи со сказанным выделяют шесть типов способов кристаллизации (табл. 3-1). В дальнейшем мы ограничиваемся рассмотрением лишь одного типа кристаллизация из жидких растворов. [c.70]

По характеру фазового превращения фракционную кристаллизацию часто разделяют па кристаллизацию из расплавов, растворов и паровой фазы [1—6]. Следует отметить, что между процессами кристаллизации из расплавов и растворов нет принципиального термодинамического различия. Во всех случаях фракционной кристаллизации исходная смесь содержит, по крайней мере, два компонента, которые в твердом, жидком или газообразном состоянии обладают той или иной взаимной растворимостью. Иногда термин кристаллизация из расплава применяется при разделении смесей высокоплавких компонентов, а термин кристаллизация из раствора — в случаях разделения смесей, кристаллизующихся при низкой температуре. [c.5]

По диаграмме можно легко определить изменение фазового состояния для смеси Л и В любого состава. Возьмем, например, раствор в точке у состава 80% Л и 20% В. При понижении температуры до 1, начнется кристаллизация вещества Л, а жидкий раствор будет обогащаться веществом В. Для какой-либо точки Уз отрезка ординаты у —уг в твердой фазе будет только Л, а состав жидкой фазы соответствует точке п (в данном случае 30% В). Отношение количества кристаллов Л к раствору состава п, согласно правилу рычага, равно отношению отрезков Узп туз. В точке У2 закончится кристаллизация Л и произойдет полная кристаллизация оставшегося раствора эвтектического состава е. При повышении температуры будет происходить плавление в обратной последовательности по отношению к кристаллизации. [c.65]

Рассмотрим случай, когда компоненты неограниченно растворимы друг в друге как в жидком, так и в твердом состоянии. На рис. 96, а представлена диаграмма состояния такой системы. Поскольку при охлаждении образуется лишь одна твердая фаза переменного состава, диаграмма состоит из двух непрерывных линий (ликвидуса и солидуса), отвечающих температурам начала и конца кристаллизации твердого раствора а 0). Ни в одной из точек (за исключением составов, отвечающих чистым компонентам) система не может быть нонвариантной, так как минимальное число степеней свободы С = 2 + 1—2=1 Следовательно, кристаллизация всех промежуточных расплавов будет происходить не при постоянной температуре, а в некотором интервале температур. На кривых охлаждения отмечаются два перегиба, отвечающих началу и концу превращения (рис. 96, б). [c.197]

Кристаллизация может происходить только в том случае, если исходный жидкий раствор находится в состоянии пересыщения или переохлаждения. Пересыщенные растворы имеют концентрацию растворенного вещества выше растворимости этого вещества. При таких условиях растворы термодинамически неустойчивы, и [c.493]

Разделение смесей методом кристаллизации возможно для веществ не только в исходном состоянии жидкого раствора, но и в состоянии расплава. Исходный расплав частично кристаллизуется, и примесь в большей степени переходит в одну из фаз, которая вновь частично переводится в иное фазовое состояние с перераспределением примеси и т. д. Таким образом производится очистка твердых веществ от примесей с помощью так называемой зонной плавки. [c.502]

На рис. IX.3 дана температурная зависимость давления пара компонента А кривой i в твердом состоянии и кривой АА в жидком. Точка пересечения этих кривых М соответствует — температуре кристаллизации чистого компонента А. Пусть теперь в некотором жидком растворе компонент А имеет парциальное давление, изображенное кривой ВВ . Тогда точка пересечения М этой кривой с кривой давления пара твердого А (кривой ССх) будет соответствовать равновесию между данным жидким раствором и чистым компонентом А. Температура Zj, отвечающая этому равновесию, лежит ниже температуры tg. Таким образом, когда из жидкого раствора выделяется чистый компонент, температура начала кристаллизации всегда ниже его температуры плавления в чистом виде. [c.117]

Для очень разбавленных растворов наблюдается разница в температурах плавления около 12 град. Поскольку жидкое состояние в обоих случаях одинаково, несовпадение температур плавления должно быть обусловлено различием структуры кристаллических фаз. Более низкая температура плавления, наблюдаемая после кристаллизации из раствора, указывает на то, что в этих условиях получается метастабильная кристаллическая форма, которая может возникать по различным причинам. Существенно, что обычной морфологической формой, наблюдаемой после кристаллизации из разбавленных растворов, являют ся пластинчатые кристаллы, состоящие из сложенных цепей. [c.58]

Значение пересыщения в образовании центров кристаллизации. Пересыщением называется состояние жидкой фазы, при котором она содержит больше растворенного осадка по сравнению с тем, которое может существовать в растворе в равновесии с твердой фазой. Обычно — это неустойчивое состояние, особенно когда присутствует какое-то количество твердой фазы, яо некоторые растворы могут оставаться пересыщенными сравнительно долгое время. [c.212]

Изучение свойств жидкой фазы, находящейся в метастабильном состоянии, таким образом, тесно связано со степенью ее предварительной очистки. В принципе можно подвергать очистке как исходные компоненты, так и конечную систему —сам раствор, причем последний во время очистки может, вообще говоря, быть и пересыщенным, и ненасыщенным. Основным способом очистки является фильтрация через фильтры различной плотности [14, 58, 68, 111 ]. Кроме того, используются многократная перекристаллизация растворимого, перегонка растворителя, предварительная кристаллизация исследуемого раствора иа содержащихся в нем примесях и т. д. [14, 111]. [c.22]

Если охлаждать расплав, содержащий 25% А1 и 75% № (фигуративная точка 7), то плавное понижение температуры наблюдается до 1853 К- При этой температуре начинается кристаллизация из расплава твердого раствора N1 в КЧА (твердый раствор с ограниченной взаимной растворимостью в твердом состоянии N1 и Ы1А1). За счет выделяющейся теплоты кристаллизации температура начинает понижаться медленнее, на кривой охлаждения появляется излом. При кристаллизации твердого раствора N1 в Ы1А1 состав расплава меняется по линии ликвидуса оп, а твердого раствора яо линии солидуса от. При охлаждении системы до 1783 К исчезает последняя капля жидкого расплава, и вся система представляет собой твердый раствор N1 в Ы1А1 такого же состава, что и исходный расплав. Дальнейшее понижение температуры этой системы не связано с какими- [c.413]

Уравненпе (V.32) описывает кривые ликвидуса на диаграмме плавкости. Если известны АЯпл и 7 пл обоих компонентов, то, задаваясь xi, можно вычислить температуры начала кристаллизации. Уравнение (VI.31) справедливо только при условии АЯпл = onst (АЯпл i не зависит от температуры). Если при растворении один из компонентов меняет фазовое состояние (растворение твердого вещества в жидком растворе), то для идеальных растворов [c.143]

Истинные растворы характеризуются отсутствием поверхностей раздела между составными частями раствора, одинаковым составом и свойствами по всему объему. В качестве компонентов выступают химически индивидуальные вещества, которые могут быть выделены из раствора методами ректификации, кристаллизации, экстракции и др. Смешением их можно вновь получить растворы любого допустимого состава. Растворенными считают те из компонентов, которые при обычных условиях находятся в агрега-тивном состоянии, отд 1чном от раствора. Остальные компоненты представляют растворитель. В случае жидких растворов в качестве растворенных выступают веш ества, которые при обычных условиях твердые или газообразные, в качестве растворителя — жидкости. Если компоненты раствора при стандартных условиях существуют в жидком состоянии, они представляют собой смешанный растворитель. Состав раствора в отличие от состава химических соединений в довольно широких пределах может меняться непрерывно. В этом отношении растворы сходны с механическими смесями, отличаясь от них своей гомогенностью и изменением многих свойств при смешении. Свойства растворов в значительной степени зависят от взаимодействия частиц растворенного вещества между собой, с молекулами растворителя и молекул растворителя между собой. [c.208]

Типичная диаграмма состояния сплава эвтектического типа показана на рис. 7.11. Штрихом обозначены области существования твердых растворов а-раствор компонента В в А 3-раствор компонента Л в В. Выше кривой ликвидуса ТлЕТд сплав компонентов А и В находится в жидком состоянии. В областях, заключенных внутри ТдОЕ и ТцРЕ, осуществляется равновесие между жидкой и соответствующей твердой фазой. Ниже линии ОЕР находится область смеси кристаллов аир. Точка Е пересечения кривых ликвидуса называется эвтектической,а сплав состава, отвечающего точке Е, — эвтектическим. Этот сплав кристаллизуется с образованием одновременно а- и 3-твердых растворов, состав которых отвечает точкам/ и Р соответственно. Левее точки Е кристаллизация жидкого сплава концентрации С начинается с появления кристаллов а, а затем (при переходе линии ОР) кристаллов р. [c.189]

Непрерывный процесс с прижнением противоточной колонны. Фирма Филлипс впервые успешно применила принципы фракционирования к процессу кристаллизационной очистки. Схема процесса представлена на рис. 10. Кристаллы, получаемые в обычных кристаллизаторах, при помощи поршня, совершающего возвратно-поступательное движение, проталкиваются через колонну, на одном конце которой находится фильтр для удаления маточного раствора, а на другом секция плавления кристаллов. По мере плавления кри-t тaплoв высокой чистоты в секции плавления часть жидкости удаляется в ка- честве продукта высокой чистоты, а остальное количество движется в качестве орошения колонны навстречу загрязненным кристаллам. По высоте колонны поддерживается температурный градиент от низкой температуры холодной кристаллической пульпы, поступающей на кристаллизацию, до высокой температуры, при которой плавятся кристаллы высокой чистоты. В результате противоточного контактирования нагретого чистого орошения с холодными загрязненными кристаллами в соответствии с тепловым балансом и фазовым состоянием обоих потоков происходит частичная кристаллизация жидкого орошения и плавление загрязненных кристаллов. Все высоконлавкие компо-яенты ншдкого орошения постепенно снова кристаллизуются и возвращаются в зону плавления в виде продукта высокой чистоты они не теряются через [c.74]

Кристаллизация из жидкого раствора состава ЗКагО 1Р2О6 при температуре кипения. Кристаллы отфильтровывают в горячем состоянии и сушат при 112° [c.201]

Жидкий раствор кристаллизуемого вещества отличается от газообразной фазы присутствием молекул растворителя. Поскольку последние не принимают участия в кристаллизации растворенного вещества, влияние их сводится к затруднению перехода его из раствора в кристаллическую фазу. Это влияние может быть учтено путем умножения скорости кристаллизации, рассчитанной для газа (с той же самой концентрацией молекул), на вероятность того, что молекула растворенного вещества находится в газоподобном состоянии. Как показано в [8], переход молекулы жидкости в такое состояние является предпосылкой для ее диффузии или самодиффузии и требует некоторой свободной энергии A , которая определяет температурную зависимость коэффициента диффузии по формуле [c.22]

В данной г.даве рассмотрена кристаллизация в двойной системе, в которой растворимость в жидком состоянии ограниченна. На диаграмме таких систем имеется поле, отвечающее смесям двух жидких растворов первое— компонент В в А, второе — компонент А в В. Первый раствор обозначим символом Ж , а второй — Ж2. [c.140]

XIX.28,а, поверхность ликвидуса состоит из трех частей А е Е е1, В е хЕ Ь , и СегЕ е первая из них — поверхность начала выделения твердого раствора а, вторая — р, третья—у. Мы обозначаем буквой а твердый раствор, в котором растворителем является компонент А в твердом растворе р растворитель — компонент В, в твердом растворе 7—компонент С. Можно сказать, что а — твердый раствор на основе А, р — на основе В, у — на основе С, т. е. на основе компонентов, к осям которых прилегает объем (пространство) кристаллизации того или другого твердого раствора. Части поверхности ликвидуса пересекаются в точке Е тройной эвтектики. Таким образом, поверхность ликвидуса аналогична такой же поверхности в случае полного отсутствия растворимости в твердом состоянии, но она представляет собой совокупность фигуративных точек жидких растворов, в равновесии с которыми находится не тот или иной компонент, а тот или иной твердый раствор (а, р и 7). Равным образом точка Е тройной эвтектики теперь отвечает равновесию жидкой тройной эвтектики не с тремя [c.250]

В жидких растворах все компоненты находятся в молекулярно-дисперсном состоянии и равномерно распределены по объему в виде атомномолекулярных частиц и их ассоциатов [3]. Без особых оговорок в дальнейшем рассматриваются истинные растворы. Они характеризуются отсутствием макроскопических поверхностей раздела между составными частями раствора, одинаковым составом и свойствами по всему объему. В качестве компонентов выступают химически индивидуальные вещества, которые могут быть выделены из раствора методами ректификации, кристаллизации, экстракции и др. Смешением их можно вновь получить растворы любого допустимого состава. Растворенными веществами считают компоненты, которые при стандартных условиях находятся в агрегатном состоянии, отличном от агрегатного состояния раствора. Остальные компоненты представляют растворитель. В случае жидких растворов в качестве растворенных выступают вещества, которые при стандартных условиях твердые или газообразные, в качестве растворителя — жидкости. Если два или более компонентов раствора при обычных условиях жидкости, имеют дело со смешанными растворителями. В общем случае правильнее считать растворителем совокупность всех компонентов по отношению к одному, растворение которого нас интересует. [c.6]

Обычный торговый красный фосфор нельзя рассматривать как однородный продукт, даже если не учитывать случайных примесей, а также продуктов окисления, образуюпщхся при продолжительном хранении его на воздухе. Модификация, лежащая в основе красного фосфора, в чистом виде известна под названием фиолетового фосфора, называемого также фосфором Гитторфа, так как Гитторф первый получил его кристаллизацией из расплавленного свинца. Шток показал, что его можно получить из расплавленной смеси фосфора с висмутом. Застывпшй плав целесообразно переводить в раствор электролитически, в результате чего кристаллики фосфора остаются нерастворенными. Удельный, вес фиолетового фосфора несколько выше, чем удельный вес торгового красного фосфора он составляет 2,35. Его кристаллы относятся к моноклинной системе. При нагревании выше температуры плавления, и особенно при испарении, фиолетовый фосфор превращается в белый. Белый фосфор является модификацией, наиболее стабильной при высокой температуре, но при обычной температуре он метастабилен. То обстоятельство, что фосфор, несмотря на это, обычно выделяется в виде белого, например при кристаллизации из растворов при комнатной температуре, соответствует правилу ступеней Оствальда (ср. стр. 531). Вследствие неустойчивости фиолетового фосфора при нагревании у него нет вполне определенной температуры плавления. Обычно переход в жидкое состояние наступает около 600°. Приблизительно при той же температуре плавится и фосфор Шенка и обычный красный фосфор. [c.675]

Магний хорошо растворяет водород при температуре кристаллизации (жидкий магний) в нем растворяется около 50 см /ЮО г, а в твердом— около 20 см ЮО г. При 660—700 °С магний вступает во взаимодействие с азотом, образуя нитрид магния MgзN2. Магний при температуре 500—600 °С вступает во взаимодействие с серой, образуя сульфид МдЗ. Медь, железо и никель сильно снижают коррозионную стойкость магиия. Поэтому содержание железа не должно быть более 0,04 %, меди — более 0,005 % и никеля — более 0,001 %. Магний практически не взаимодействует ни в жидком, ни в твердом состоянии с такими тугоплавкими переходными металлами, как хром, молибден, вольфрам, железо и др., однако некоторые тугоплавкие переходные металлы — марганец, цирконий, никель и кобальт — растворяются частично в жидком магнии и даже входят, правда, в небольшом количестве в твердый раствор на его основе. [c.102]

Физика макромолекул Том 2 (1979) -- [ c.360 , c.361 , c.362 , c.363 , c.364 , c.365 , c.366 , c.367 , c.368 , c.369 , c.370 , c.371 , c.372 , c.373 , c.374 , c.375 , c.376 , c.377 , c.378 , c.379 , c.380 , c.381 , c.382 , c.383 , c.384 , c.385 , c.386 , c.387 , c.388 , c.389 , c.390 , c.391 , c.392 , c.393 , c.394 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология