Фольмера диффузия поверхностная диффузия

Фольмер исследовал поверхностную диффузию, наблюдая рост кристаллов ртути. Если испарять ртуть в высоком вакууме на достаточно переохлажденную поверхность, то образуются кристаллы с пластинчатым габитусом. Полагая, что в пространстве над жидкостью действует давление насыщения, можно с помощью кинетической теории конденсации рассчитать число атомов, ударяющихся в единицу времени о единицу поверхности. Эксперимент показал, что кристалл в ширину растет в 1000 раз быстрее, а в толщину в 10 раз медленнее, чем следует из расчета. Это расхождение можно объяснить только диффузией атомов ртути по плоскости пластинок. [c.359]

При изучении процессов транспорта на пористых телах все большее внимание уделяется способности адсорбированных молекул перемещаться по поверхности адсорбента. Это явление, открытое Фольмером и названное поверхностной диффузией, играет заметную роль в процессах, связанных с полимолекулярной адсорбцией. В случае же каталитических процессов поверхностный [c.271]

Долгое время не удавалось экспериментально подтвердить правильность соотношений (62.12) и (62.16). Это можно объяснить, во-первых, тем, что реальная структура поверхности кристалла оказывается гораздо более сложной, чем предполагалось в теории Фольмера и Эрдей-Груза. Так, на кристаллической поверхности электрода имеются ступени атомной высоты s, выступы, или кинки к, реберные вакансии I и дырки h (рис. 169). Во-вторых, поверхность электрода в ходе электроосаждения непрерывно изменяется, а потому меняется истинная плотность тока, а следовательно, и перенапряжение. В результате обычный метод снятия стационарных поляризационных кривых имеет ограниченные возможности. Наконец, на практике стадия образования зародышей не всегда оказывается наиболее медленной. В зависимости от природы металла и условий опыта процесс электрокристаллизации может лимитироваться диффузией реагирующих частиц к поверхности, химическими реакциями в объеме раствора и на поверхности электрода, стадией разряда, а также поверхностной диффузией разрядившегося иона (адатома) и встраиванием его в кристаллическую решетку. Поэтому количественная проверка изложенной теории оказалась возможной лишь после того, как в 50-х го- [c.331]

Объемная диффузия происходит обычно в адсорбентах с макропорами. Наряду с перемещением молекул в объеме пор они перемещаются по поверхности адсорбента от одного активного центра к другому (фольмеров-ская или поверхностная диффузия). Такая подвижность молекул бензо-фенона по гладкой поверхности впервые была обнаружена Фольмером [74], который объяснил это явление так. При достаточно низкой температуре молекулы вещества адсорбируются на наиболее активных центрах, совершая при этом колебания. С повышением температуры амплитуда колебания возрастает и молекула перескакивает па соседние незанятые центры. Процесс требует определенной энергии активации, и скорость его растет с увеличением температуры. Величина коэффициента поверхностной диффузии определяется уравнением [75] [c.191]

Различают три вида внутренней диффузии молекулярная диффузия, кнудсеновская диффузия и поверхностная (фольмеров-ская) диффузия. [c.680]

Расчет наиболее вероятных стадий осаждения частиц при росте кристалла недостаточен, чтобы полностью объяснить дальнейший рост жизнеспособного зародыша. Возникает вопрос, каким образом при поступлении атомов из паровой фазы осуществляется повторяющаяся стадия (осаждение на полукристаллическом положении), которая по сравнению с другими стадиями осаждения появляется гораздо чаще. Ответ на этот вопрос дает учет процесса поверхностной диффузии (поверхностной миграции), называемой также диффузией Фольмера (см. И и 14.3). Этим процессом обеспечивается высокая подвижность попадающих на поверхность кристалла атомов или молекул благодаря этому становится возможным переход частиц на энергетически выгодные позиции. Экспериментальные доказательства поверхностной диффузии приводятся в главе 14.3, в настоящей главе рассматривается только ее значение для роста кристаллов. [c.316]

VI. 27. Движение параллельных ступеней, питаемых поверхностной диффузией. В более ранних теориях (Фольмер и др.) считалось, что мономолекулярная растущая ступень имеет единственный излом, называемый позицией повторимого шага (раздел VI.2), а на остальных участках она прямая. Молекулы, диффундирующие по прилегающей к ступени поверхности кристалла, могут присоединиться к решетке только в этом изломе. Бартон с сотрудниками приняли другую точку зрения изломы имеются вдоль всей ступени. Они расположены так близко друг к другу, что молекулы могут присоединяться к ступени вдоль всей ее длины. Поскольку изломы могут быть с равной вероятностью положительными и отрицательными, общее направление ступени можно рассматривать как прямое. Доказательство существования большого числа изломов, данное этими авторами, мы отложим до раздела ЛЧ.44, где будет поставлен вопрос о его обоснованности. До тех пор в ходе дальнейшего изложения теории мы примем, что молекулы могут присоединяться к любой части растущей ступени и что ступень можно рассматривать как фактически прямую. [c.178]

В теории Фольмера и Эрдей-Груза принималось, что разряд ионов металла происходит непосредственно в месте роста. Однако можно предположить, что разряд иона происходит на кристаллической плоскости, а затем наблюдается поверхностная диффузия образовавшегося адиона (адсорбированного иона) или адатома к месту роста (Г. Брандес). [c.337]

Гиббс, Кюри, а впоследствии русский ученый Г. В. Вульф при интерпретации явлений, связанных с ростом кристаллов, исходили из связи между формой кристалла и поверхностной энергией всех, его граней. Согласно диффузиониым теориям процесс образования кристаллической грани протекает с бесконечно большой скоростью и поэтому зависит только от скорости подвода вещества к кристаллу из раствора, т. е. от скорости диффузии. В двадцатых годах нынешнего столетия для объяснения роста кристаллов Фоль-м ер предложил адсорбционную теорию, согласно которой частицы кристаллизующегося вещества при достижении поверхности образуют своеобразный адсорбционный слой — двумерное кристаллическое образование, присоединяющееся затем к грани кристалла. Странский считает вероятным возможность образования на растущем кристалле ионных рядов или слоев, сходных с двумерными кристаллическими образованиями Фольмера. [c.226]

Если диаметр поры катализатора больше средней длины свободного пробега молекул, происходит обычная молекулярная диффузия. Если средняя длина свободного пробега молекул больше диаметра поры, наблюдается кнудсеповский механизм диффузии. В случае очень малых пор наблюдается так называемая молекулярная эффузия. Наконец, определенный эффект оказывает открытая Фольмером способность к перемещению адсорбированных молекул, или поверхностная диффузия. [c.3]

Таким образом, применение электронного микроскопа в ряде случаев позволило получить убедительные доказательства интенсивной поверхностной подвижности атомов и молекул npig сравнительно невысоких температурах. Можно думать, что в недалеком будущем этим методом удастся получить не только качественные, но и количественные данные, например, определить коэффициенты поверхностной диффузии наподобие того, как это было осуществлено в классических работах Фольмера при номопщ светового микроскопа. Отсутствие до сих пор таких работ связано с методическими трудностями — необходимостью помещать объект в вакуум и с действием электронного облучения на него, приводящего, в частности, к покрытию объекта углеродной пленкой. Это затрудняет последовательнее изучение одних и тех же мест препарата после каких-либо обработок его вне микроскопа с целью фиксирования изменений структуры. В работах [57, 58] это затруднение было обойдено путем термической обработки препаратов, причем загрязняющий слой углерода выгорал. Успехи в конструировании газовой камеры и приспособлений для нагревания объекта в микроскопе позволяют надеяться, что в дальнейшем удастся осуществить прецизионные количественные измерения поверхностной диффузии в самом электронном микроскопе. [c.205]

Рассмотрение явлений адсорбции на аммиачных катализаторах было бы неполным без некоторых замечаний относительно возможной подвил<ности адсорбированного слоя газа на твердом веществе. Фольмер и его сотрудники рядом превосходных опытов установили следующие факты ими было показано, что в случае образования кристаллов ртути ив случае образования кристаллов бензо-фенона молекулы движутся по поверхности кристаллического вещества. В более поздней работе Фольмер и Адикари (Volmer и Adhikari) сообщили об измерении скорости поверхностной диффузии молекул бензофенона, адсорбированного на стекле. Крайне остроумным методом они нашли, что скорость диффузии молекул бензофенона по поверхности стекла, на которой они адсорбированы, почти в 100 раз меньше скорости диффузии в водном растворе при той же температуре. Эти опыты привели к выводу, что по Крайней- мере в некоторых случаях адсорбированные на поверхности твердого вещества молекулы можно рассматривать как двухмерный газ. [c.125]

При элементарном рассмотрении механизма осаждения металла чрезвычайно важно решить вопрос, осуществляется ли перенос ионов из раствора непосредственно к участку роста (путь, предложенный много лет назад Фольмером [23]) или же они сперва переносятся к плоскостям с последующей поверхностной диффузией к участкам роста (путь предложен Брандезом [24] и Лоренцем [25]). Теоретический подход, основанный на анализе кривых потенциальной энергии (см. раздел П,4), говорит в пользу второго варианта, поскольку из этого анализа следует, что при достаточно низких плотностях тока перенос на кромку или выступ более затруднен, чем на плоскость. Однако еще более веским подтверждением правильности этого вывода является тот факт, что при потенциалах, близких к обратимому, скорость процесса осаждения неко- [c.273]

Необходимо отметить, что даже в настоящее время многие стороны, касающиеся последовательных стадий осаждения металла, плохо объяснимы поэтому авторы дают лишь схематическое изложение этой проблемы. Один из возможных подходов был очень подробно изложен Бокрисом и Дамьяновичем в последнем томе данной серии [104]. Подобное описание, но с большим числом экспериментальных данных имеется также в небольшой монографии Бокриса и Разумней [105]. В этих обзорах рассмотрена важная работа Геришера, поэтому здесь авторы не обсуждают ее отдельно. Общепринято, что рост металла наиболее вероятно происходит путем осаждения ионов металлов на поверхности (электронный перенос) с последующей поверхностной диффузией их к месту включения в решетку на ступенях роста, которая, как предполагают, протекает равновесно. Таким образом, этот подход согласуется скорее со взглядами Брандеза [106] и Лоренца [107], чем Фольмера 108]. Другая возможность, заключающаяся в непосредственном осаждении иона из раствора на ступенях роста (т. е. по Фольмеру [108]), считается маловероятной, что подтверждается результатами вычислений относительных значений энер ГИИ активации для разных элементарных процессов [109]. [c.306]

Несмотря на то что последовательные стадии, предложенные в упомянутой выше схеме, очень вероятны, их трактовка не настолько однозначна, чтобы можно было игнорировать другие возможности и подходы. Есть основания полагать, что механизм, предложенный Фольмером, по которому происходит непосредственное осаждение частиц на ступени роста без стадии поверхностной диффузии, возможен. Эта проблема рассматривалась при исследовании потока (электронный перенос) на ступени роста, причем это рассмотрение основывалось на предположении о полуцилиндриче-ской диффузии в отличие от представлений о нернстовской диффузии, около ступеней роста при сохранении постоянной величины стационарного расстояния между ступенями роста [113а, 1136] был сделан вывод, что такая схема реакций может объяснить различие в концентрациях ад-ионов, которое наблюдается в опытах Геришера и Бокриса. [c.307]

Образование зародышей при конденсации непосредственно связано с возможностью поверхностной миграции адсорбированных частиц. Наличие поверхностной диффузии экспериментально определено Эстерманом [174], а также следует из косвенных опытов Фольмера и Эстермана [175, 176]. Согласно работе [177], среднее смещение адсорбированных молекул, т. е. среднее расстояние, проходимое ими за время между ударом о поверхность и последующим реиспарением, определяется выражением [c.50]

Фольмером и Евстреманом была открыта поверхностная диффузия на твердых телах, т. е. перемещение молекул (атомов) товерхности под действием тепловых движений, в дальнейшем подтвержденная экспериментально в ряде работ. [c.68]