Натяжение в поверхностных слоях кристаллов

Образование и рост кристаллов на электроде, образование капель жидкого металла на катоде, всплывание металла в электролите, растворение металла в расплавленных солях, вопросы смачивания, пропитывания солями футеровки электролизера — все эти процессы во многом определяются межфазным натяжением, существующим на соответствующей границе раздела фаз Частицы жидкости, находящиеся в поверхностном слое на границе с газом, притягиваются внутрь жидкости Эта поверхностная пленка стремится сжать жидкость, поэтому при увеличении поверхности жидкости приходится затрачивать работу Эта работа, отнесенная к 1 см новой поверхности жидкости, называется поверхностным натяжением а и измеряется в эрг/см Поверхностное натяжение мало зависит от природы газа, с которым соприкасается жидкость, так как силы взаимодействия между частицами жидкости намного больше, чем силы, действующие между частицами жидкости и газа Рост температуры приводит к уменьшению сил взаимодействия между частицами жидкости и к уменьшению поверхностного натяжения [c.277]

Рассмотрим поверхностный слой жидкости и кристалла. Молекулы, находящиеся в поверхностном слое, испытывают силы, направленные внутрь жидкости или кристалла для того, чтобы внутренние молекулы перевести на поверхность, нужно совершить некоторую работу, которая переходит в потенциальную энергию. Поверхностные молекулы обладают большей потенциальной или свободной энергией сравнительно с теми молекулами, которые находятся внутри кристалла или жидкости. Эта дополнительная энергия, отнесенная к 1 см поверхности, называется поверхностной энергией или поверхностным натяжением о- [c.185]

Монокристаллическая затравка закрепляется на штоке таким образом, чтобы одна из кристаллографических осей совпадала с осью штока, т. е. с направлением вытягивания кристалла из расплава. Из всех кристаллографических осей выбираются оси с наилучшими условиями кристаллизации. Нижняя часть затравки погружается в расплав, находящийся в очень чистом тигле, и оплавляется для удаления участков, имеющих механические напряжения, которые возникают в поверхностных слоях при выпиливании затравки. Затем затравку начинают приподнимать из расплава. Часть расплава, удерживаемая на затравке силами поверхностного натяжения, приподнимается над поверхностью расплава и затвердевает. Таким образом происходит наращивание кристалла. [c.174]

Незначительные количества примесей поверхностно активных веществ способствуют получению мелкой и плотной структуры. Накапливание этих веществ в поверхностном слое основано на их способности понижать поверхностное натяжение жидкого сплава. Поэтому при образовании кристаллов поверхностно активные примеси выделяются (адсорбируются) на их поверхности и препятствуют дальнейшему росту кристаллов, благодаря чему сплав получается [c.78]

Выражением координационное число жидкого кристалла невольно сопоставляются жидкие кристаллы с кристаллосольватами. Насколько это правомерно По-видимому, только в первом приближении. Следует считать лишь примерно постоянным состав структурной единицы жидкого кристалла, т. е. равномерное распределение молекул растворителя в анизотропной матрице. Что же касается участия растворителя в кристаллографической ячейке (одно- или двухмерной), то по этому поводу в литературе практически нет никаких сведений. В связи с этим на данном этапе накопления экспериментальных данных о структуре лиотропных жидких кристаллов целесообразно ограничиться лишь понятиями о свободном и связанном растворителе. Слово свободный взято в кавычки, поскольку такой растворитель либо входит в агрегат, либо находится под влиянием его силовых полей, но в отличие от связанного он не жестко соединен с функциональной группой полимера. Тем не менее подвижность свободного растворителя выше, чем жестко удерживаемого водородными или дисперсионными связями, поэтому можно ожидать накопления ДМАА в поверхностном слое при превышении критической концентрации с. При переходе к 100%-ному жидкому кристаллу (с>с ) устанавливается определенное равновесие между связанным и свободным растворителем, что приводит к постоянству поверхностного натяжения. [c.220]

Окклюзия. При быстром росте частиц, покрытых адсорбционным слоем, как это происходит при образовании зародышей осадка с высоким поверхностным натяжением или при большой скорости осаждения, адсорбированные посторонние ионы или молекулы окружают ионную решетку осадка и затем внедряются в нее. Вследствие этого образуются сильно поврежденные кристаллы с большим запасом энергии. Наиболее известна окклюзия больших количеств маточного раствора пустотами больших кристаллов. Этот вид включений с аналитической точки зрения имеет меньшее значение. Более важна окклюзия посторонних ионов. [c.204]

Кроме того, обработка результатов многочисленных измерений линейных размеров кристаллов алмаза и толщины соответствующих им механических пленок позволила уточнить связь между этими величинами. Например, обнаружено, что пленки с двух смежных граней алмаза могут отличаться по толщине в 2—3 раза, и полностью однозначная количественная зависимость между размером кристалла и толщиной металлической пленки, отделяющей его от исходного графита, во многих случаях отсутствует. Удалось обнаружить только определенную зависимость, проявляющуюся в увеличении толщины этой пленки с возрастанием длительности процесса синтеза для кристаллов с линейными размерами от 4-10 до 8-10- м. В связи с этим интересно рассмотреть процесс формирования металлического слоя, отделяющего алмаз от графита. Образование и первоначальный рост кристалла алмаза происходят внутри металлического расплава ниже (если алмаз растет вверх) границы графит—металл в условиях, когда этот расплав хорошо смачивает поверхность алмаза и графита. Из-за разницы в плотности металлического расплава и алмаза последний под действием выталкивающей силы всплывает, в чем легко убедиться по смещению центра роста отдельных кристаллов размером более 5- Ю- м вверх относительно исходной границы металл — графит. В случае расположения графитового слоя ниже границы графит — металл (алмаз растет вниз) смещение центра роста кристалла за эту границу не наблюдается. Металлический же слой между алмазом и графитом удерживается силами поверхностного натяжения. На формирование слоя, следовательно, оказывают влияние степень смачиваемости расплавом алмаза и графита (в случае достаточно тонкого слоя проявляется капиллярный эффект) и выталкивающая кристалл сила, зависящая в свою очередь от свойств расплава, степени дефектности объема и поверхности алмаза и т. д. Поскольку величины толщины слоев для кристаллов, росших вверх или вниз, существенно не отличаются, можно считать, что основную роль в формировании металлического слоя играют силы поверхностного натяжения. Тогда увеличение толщины металлического слоя во времени частично объясняется появлением и ростом на одной его поверхности монокристаллической графитовой фазы, т. е. существенным снижением в рассматриваемых условиях смачиваемости этой поверхности расплавом металла. В данном случае толщина слоя действительно не будет зависеть однозначно от размера кристалла алмаза, а определяется комплексом условий, в том числе количеством и распреде-378 [c.378]

Приведенные выше результаты исследований реологических параметров межфазных слоев ВПАВ на жидких границах раздела позволили подробно охарактеризовать их свойства. Попытаемся интерпретировать полученные результаты с точки зрения структуры межфазных слоев. Межфазные слои ВПАВ, сформированные на жидких границах, независимо от исходного состояния макромолекул в объеме водной фазы в условиях опыта, а также независимо от возможной специфики пространственной упаковки самого слоя, обладают свойствами твердообразных тел. На межфазных жидких границах полимер выделяется из объема какой-либо из фаз, образуя прочную пленку, являющуюся двухмерным твердым телом, которое по своим свойствам и структуре может напоминать либо реальные гели, либо кристаллы. Этот вывод представляется фундаментальным и прежде всего определяет возможные пути эффективного исследования межфазных слоев и требует осторожности в оценке результатов многих исследований, выполненных с использованием методик, пригодных для изучения жидких и жидкообразных систем. Так, метод измерения поверхностного натяжения, по-видимому, пригоден только для изучения скоростей адсорбции на ранних стадиях формирования слоя, тогда как рассмотрение конечных или равновесных величин поверхностного натяжения в таких системах не имеет физического смысла. [c.234]

В заключение отметим, что, хотя методика экспериментального определения поверхностного натяжения по растворимости имеет под собой довольно прочную основу, применимость уравнения Кельвина к избыточной растворимости небольших ионных кристаллов фактически является только предположительной и не доказана, как в случае капелек жидкости. Термодинамический смысл результатов измерений растворимости в присутствии неоднородного и неравновесного набора кристаллов не вполне ясен. Не разрешен также вопрос о роли других факторов, например двойных электрических слоев, предположительно связанных с поверхностью кристалла. Последний эффект Кнапп [6] (см. также [7]) описывает уравнением [c.269]

Способ замораживания может быть пригоден для исследования не только суспензий, но и ряда оводненных препаратов, например, гидрогелей. При обезвоживании таких объектов в процессе препарирования или уже в электронном микроскопе вследствие большого поверхностного натяжения воды происходит значительное искажение их структуры, чего, казалось бы, можно полностью избежать, применяя замораживание. В действительности этот способ не дает такого эффекта, которого бы можно было ожидать. Происходит некоторое разрушение исходной структуры, прежде всего из-за выделения кристалликов льда. Скорость рекристаллизации льда столь значительна, что из слоя вначале почти аморфного льда, полученного путем конденсации паров на металлической поверхности при температуре жидкого азота, уже через 5 мин. при —80° образуются кристаллы размером около 1 х [41]. При исследовании [c.77]

Толщина отдельных слоев в кристаллах может быть оценена как по теням, отбрасываемым их краями на электронной микрофотографии, так и по рассеянию рентгеновских лучей под малыми углами [62], причем второй метод, вероятно, более точен. Для полиэтилена, кристаллизуемого из ксилола, оба метода дают толщину около 120 А, а из этого следует, что молекулы складываются в среднем через каждые 100 групп — СНг—. Молекула с молекулярным весом 10 складывается приблизительно 70 раз. На некоторых примерах было показано по отражениям высших порядков (до четвертого) на рентгенограммах, полученных под малыми углами, что слои по толщине однообразны [86]. Методом электронной микроскопии установлено, что поверхности кристаллов являются предельно гладкими, если не считать некоторых неровностей, обусловленных силами поверхностного натяжения, которые возникают при высушивании кристаллов. Средняя толщина слоев не зависит от молекулярного веса, но изменяется с температурой кристаллизации, как показано на рис. 11. [c.432]

Встречаются различные объяснения причин образования таких продуктов. Так, указывают, что способность чистого расплава к кристаллизации зависит от того, с какой скоростью или в каком количестве образуются так называемые зародыши, т. е. центры начинающейся кристаллизации. Количество образующихся зародышей и скорость кристаллизации зависят от температуры при переохлаждении они возрастают до некоторого максимума и затем убывают. Основными факторами, определяющими рост кристаллов, являются поверхностное натяжение на границе раздела фаз и абсорбционная способность выделяющейся кристаллической фазы Ч По другим данным сущность процесса заключается в том, что каждая новая молекула, выделяющаяся из аморфной среды и включающаяся в кристаллическую решетку, вначале должна быть абсорбирована поверхностью кристалла. Если в пограничном слое [c.18]

Причина слеживания или спекания удобрений может быть очень различна для различных материалов, но обычно она связывается с наличием влаги. Поглощение влаги может вызвать слеживание или спекание удобрения 1) вследствие схватывания , как например гипса 2) вследствие образования тонкого жидкого слоя на поверхности каждой растворимой частицы, создавая тем самым состояние липкости или пластичности вследствие поверхностного натяжения или других молекулярных сил 3) вследствие сращивания кристаллов между собой в результате образования промежуточных отложений при изменениях температуры или колебаниях влажности выше и ниже точки, при которой материал поглощает влагу из воздуха. [c.385]

Контактный угол между водой и данной поверхностью не только указывает на величину адгезии между поверхностью и льдом [13], но и характеризует влияние водного слоя, образованного при трении, на процесс скольжения. Например, в случае гидрофильной поверхности лыжи вода, образованная на вершинах кристаллов льда, будет покрывать эту поверхность. Образование и последующее замораживание слоя воды может привести к схватыванию поверхностей, т. е. прилипанию к ним снега. Более того, эффекты поверхностного натяжения будут стремиться соединить поверхности, что приведет к увеличению нормальной силы и, следовательно, к росту силы трения. С другой стороны, если поверхность лыжи гидрофобна, пленка воды остается на поверхности льда, а эффекты поверхностного натяжения будут стремиться оттолкнуть поверхности, и в результате сила трения будет меньше. В связи с этим для работы на льду и на снегу [c.106]

Как только в пересыщенной или переохлажденной системе образовались устойчивые зародыши, т. е. частицы больше критического размера, они начинают расти, превращаясь в кристаллы видимого размера. Много попыток было предпринято для объяснения механизма и скорости роста кристаллов. Все теории роста кристаллов могут быть условно разбиты на три группы, имеющие следующие названия теория поверхностного натяжения , диффузионная теория и теория адсорбционного слоя . [c.155]

Хорошо известно, что состояние поверхности, а также среда, в. которой находится кристалл, оказывают влияние на прочность. А. Ф. Иоффе показал, что при погружении кристаллов Na l в воду прочность их возрастает до величины, близкой к теоретической. Он объяснил этот результат растворением в воде особенно дефектного поверхностного слоя кристалла и ликвидацией дефектов строения. П. А. Ребиндер и его школа показали, что поверхностно-активные вещества (см. гл. VI), адсорбируясь на поверхности твердых тел, понижают поверхностное натяжение, проникают в микротрещины, расклинивают их и резко снижают разрывную прочность тел, чем пользуются при дроблении и сверлении их. [c.146]

Основу физической модификации ингредиентов составляют повышение дефектности и дисперсности кристаллов, снижение температур плавления компонентов в бинарных и сложных эвтектических смесях и твердых растворах заме-ш,ения [34]. Эти явления, характерные для молекулярных кристаллов [241, 248], объясняются механизмом эвтектического плавления смеси молекулярных кристаллов, описанным в работах [244, 249]. Согласно этим работам при контактировании кристаллов двух веществ происходит схватывание их поверх-ностаых слоев с образованием единой системы благодаря меж-молекулярному взаимодействию, приводящему к упругому деформированию кристаллической решетки в пограничных зонах и возрастанию дефектности кристаллических частиц. В результате этого на поверхности двух крист 1ЛЛов сосредоточивается запас избыточной энергии, причем самопроизвольное ее уменьшение может быгь достигнуто за счет снижения межфазного поверхностного натяжения. Нагрев системы приводит к плавлению граничных зон кристалла с более низкой Тпл, что обеспечивает резкое уменьшение избыточной энергии. При этом в бинарной смеси кристаллы вещества с более высокой Тот являются активной подкладкой, уменьшающей работу об разования зародышей жидкой фазы в поверхностном слое кристалла вещества с более низкой Тпд, стремящегося приспособиться к структуре подкладки, что обуславливает сниже- [c.48]

Вычисленные расстояния между атомами в изолированной плоской решётке, отделённой от кристалла, оказываются приблизительно на 5% меньшими, чем в той же плоскости в кристалле. В поверхностном слое эти расстояния тоже стремятся уменьшиться, что приводит к некоторой аналогии с натянутой перепонкой. Ле н1рд-Джонс и Дент приводят вычисленные значения этого натяжения поверхностного, слоя. Необходимо отметить, что эта величи- а не тождественна с обычным понятием коэффициента поверхностлс натяжения или свободной энергии единицы поверхности, значения которых приведены в таблицах XIV и XV. Эти таблицы дают поверхностное натяжение, вычисленное без учёта сближения атомог на поверхности. Дент подсчитала, что это поверхностное сжатие должно понижать поверхностное натяжение приблизительно на 0%. [c.389]

Что касается второй подсистемы - водного окружения, то она состоит из множества малых молекул, склонных, однако, в силу своей природы к образованию сильных водородных связей и электростатическим взаимодействиям. Ни одно свойство жидкой воды не может быть описано на основе предположения о полностью хаотичном движении отдельных молекул. Эксперименты, в частности инфракрасные спектры, вообще не обнаруживают в жидкой воде при комнатной температуре свободных молекул воды. Дж. Бернал еще в 1932 г. в рентгеноструктурном исследовании воды в ее жидкой фазе впервые наблюдал зародышевые формы кристаллов, а годом позже вместе с Р. Флаулером выдвинул гипотезу о существовании в воде трех типов структур, непрерывно переходящих друг в друга [44]. Тщательный статистический анализ данных о многих свойствах воды, предпринятый Г. Немети и Г. Шерагой в 1962 г., привел авторов к заключению о присутствии в воде при нормальных условиях значительных количеств ассоциатов с одной, двумя, тремя и четырьмя межмолекулярными водородными связями [45], Специфика взаимодействия воды с природной аминокислотной последовательностью, обусловливающая возможность последней к структурированию, определяется не абсолютно независимым хаотическим, тепловым движением молекул воды, а движением сложной многофазно структурированной воды, а также сильным поверхностным натяжением (большой избыточной энергией поверхностного слоя) и высокой избирательностью взаимодействий воды в контактном слое с разными по своей природе атомными группами белка. Итак, выбранная модель белкового свертывания, включающая две тесно взаимодействующие между собой подсистемы, не может быть отнесена к классическим термодинамическим макроскопическим системам. [c.94]

Известно, что любое твердое тело хара1ггеризуется некоторой поверхностной энергией, которая измеряется работой, необходимой для перемещения внутренней частицы твердого тела на его поверхность. Таким образом, частицы, выведенные на поверхность, обладают некоторым избытком энергии. На поверхности твердого тела формируется поверхностный слой, в котором концентрируется избыточная энергия. Этот избыток энергии поверхностного слоя, отнесенный к единице поверхности, называют удельной поверхностной энергией и обозначают а. Размерность о указывает на близость понятий поверхностная энергия и поверхностное натяжение , используемых для характеристики жидкостей. Физический смысл понятия поверхностное натяжение жидкости идентичен понятию поверхностная энергия твердого тела , однако имеются и коренные отличия а твердых тел от о жидких. Из-за однородности жидкости (или бесструктурного строения) ее поверхностное натяжение ст не зависит от направления действия разрывающей силы. Удельная поверхностная энергия кристаллических твердых тел зависит от направления приложения сил (поскольку всегда существует анизотропия кристаллов), твердости минералов, температуры, а также среды юмельчения. Тонкое измельчение не осуществляется избирательно по заданным направлениям, поэтому при характеристике поверхности пользуются некоторым усредненным значением ст, которое находят эмпирически. Определение удельной поверхностной энергии основано на методах определения твердости минералов — царапании, шлифовании, вдавливании или же измерении теплоты растворения (или смачивания) дисперсных порошков. [c.806]

Сандквист [35], исследуя небольшие кристаллы металлов, заметил, что для них характерно образование довольно скругленных форм. Автор пришел к выводу, что для таких металлов, как серебро, золото, медь и железо, поверхностные натяжения различных плоскостей кристалла различаются не более чем на 15%. Эти наблюдения подкрепляются теоретическими расчетами Герринга [31], показавшего, что при некоторых условиях у-кривые (кривые Вульфа) в полярных координатах должны включать сглаженные участки (которые являются частями сферических поверхностей), встреча-Ю1ДИ6СЯ в точках возврата. В зависимости то температуры равновесная форма может быть скругленной нли полиэдрической. Приведенные здесь результаты были получены при таких температурах, когда поверхностная подвижность, по-видимому, достаточно высока. Как отмечалось в разд. У-1А, вполне возможно, что при температуре, близкой к точке плавления, поверхностный слой твердого тела ведет себя подобно жидкости. [c.222]

Отсюда можно было бы сделать вывод о том, что молекулы мылоподобных (поверхностно-активных) веществ также обеспечивают повышенный массоперенос, так как они разрушают поверхностный слой водных растворов. Наблюдается же как раз противоположное явление. Аммонийолеат и стеарат сильно замедляют реакцию с мочевиной. Хотя в этой системе поверхностное натяжение водной фазы сильно ослаблено молекулами мылов, между фазами образуется новый слой объемистых молекул, который препятствует проникновению молекул парафина или жирной кислоты из одной фазы в другую. По этой причине для быстрого протекания процессов разделения и роста кристаллов pH водной фазы должен равняться 6 -т- 7. В опытных или промышленных установках в результате гидролиза мочевины образуются аммониевые соли, а следовательно, мыла и другие побочные продукты, что будет ограничивать скорость аддуктообразования, если не проводить нейтрализацию. Этот кинетический эффект в системах с жирной кислотой является обратимым. Скорость реакции очень мала при pH 9 и наибольшая при pH 6. [c.484]

При попытке объяснить образование аддуктов мочевины, например, со стеариновой кислотой в водном растворе следует принять во внимание механизм, согласно которому как минимум 28,4 молекулы мочёвины и 2 молекулы стеариновой кислоты соединяются и образуют первый центр кристаллизации — линейно ориентированный роевой кристаллит , в дальнейшем он вырастает в видимую кристаллическую частицу. Энергетические соотношения для кри- -сталлической мочевины, обсуждавшиеся ранее, свидетельствуют о малой вероятности процесса, в котором метастабильный канал аддукта был бы образован заранее с последующим вхождением в него молекулы к-парафипа. Вместо этого мы вынуждены предположить, что молекулы мочевины комплексуются спирально вокруг цепи углеводорода. Теория Ленгмюра — Варда предполагает наличие небольшого сродства между молекулами воды и к-парафина и очень сильное взаимодействие между молекулами воды, подобное взаимодействию молекул жидкой воды в ее поверхностном Слое. На основе измерений поверхностного натяжения и этой модели исследователи пришли к выводу, что длинные парафиновые цепи остаются тесно свернутыми в воде и в водных растворах этого типа. Те же аргументы справедливы и для растворов мочевины в воде. А так как почти невозможно допустить, чтобы одновременно происходило соединение парафиновой цепи со столь многими молекулами мочевины, то следует искать другого объяснения, а йменно допустить наличие частично аддуктированных нестехиометрических частиц в растворе. [c.499]

Фольмер подтвердил свое уравнение экспериментально следующим образом. Если привести кристалл бензофенона в соприкосновение с поверхностью ртути, то бензофенон, несмотря на его нерастворимость в ртути, исчезает. Очевидно, бензофенон растворяется в поверхностном слое ртути. Заставляя ртуть капать на кристалл бензофенона и собирая ее затем в капилляр, Фольмер получил весь бензофенон обратно. Это возможно только вследствие уменьшения поверхности ртути и перехода мо-.чекул бензофенона из объема на поверхность. Следовательно, бензофенон должен понижать поверхностное натяжение ртути. Фольмер измерил понижение поверхноотного натяжения ртути в зависимости от концентрации бензофенона и с помощью своего уравнения вычислил значение , которое оказалось равным 3,77 10 СМ-, что хорошо совпадает с теоретически вычисленной величиной, равной 3,7 10 см . В связи с этим интересно отметить, что Фольмер обнаружил адсорбированных м о л екул способность перемещаться по поверхности. Он покрывал часть поверхности стекла бензофеноно<м, а на другую часть наносил ртуть, но так, чтобы она ке соприкасалась с бензофеноном. С учетом испарения бензофенона уда,пось показать, что [c.124]

П. я., к-рые могут быть названы физическими, связаны с избытком свободной энергии в поверхностном слое, с наличием поверхностного натяжения вследствие некомпенсированности молекулярных сил сцепления, действующих на молекулы поверхностного слоя. К этой группе П. я. относятся образование равновесных форм кристаллов при их росте, соответствующих минимуму свободной энергии при постоянстве объема шарообразная форма капель и пузырей, отвечающая условию минимума поверхности нри заданном объеме коалесценция — слияние капелек или пузырьков в эмульсиях, туманах и пенах коагуляция — агрегирование частиц дисперсной фазы и структурообразование в дисперсных системах, т. е. сцепление частиц в пространственные структуры — каркасы смачивание и прилипание, всегда связанные с уменьшением поверхностной энергии. Сложные формы жидких поверхностей раздела, возникающие нри совместном действии молекулярных сил (иоверх-ностпого натяжения и смачивания) и внешних сил (силы тяжести), рассматриваются теорией капиллярности (см. Капиллярные явления), связанной с общей теорией П. я. Из условия минимума свободной поверхностной энергии кристалла, различные грани к-рого (совместимые с данным типом кристаллич. решетки) имеют разные поверхностные натяжения, выводятся математически все возможные формы кристаллич. многогранников, изучаемые в кристаллографии. [c.51]

Выбор последовательности полирующих агентов более сложен, чем кажется на первый взгляд. Конечно, это верно, что поверхностные нарущения можно удалить полирующим травите-лем или некоторыми методами, рассматриваемыми ниже, но экспериментальные трудности значительно меньще, если можно ограничиться механической шлифовкой и полировкой, обеспечив минимальность повреждения. Одна из часто возникающих при шлифовании трудностей состоит в возможности образования слоя Билби [47]. Даже в тех случаях, когда поверхность полируют с легким нажимом и при хорошем охлаждении, на ней есть выступы, испытывающие большую нагрузку. Выделяющейся на таких участках теплоты трения часто хватает для того, чтобы расплавить материал на глубину в несколько атомных слоев. Под действием поверхностного натяжения такой расплавившийся слой размазывается до затвердевания, заглаживая впадины на поверхности с образованием аморфного или поликристалличе-ского поверхностного слоя. Хрупкий материал способен под действием полировки разрушиться или выкрошиться, прежде чем оплавиться, но если полирующий агент плавится раньше кристалла, то он способен расплавиться и растечься по поверхности. [c.40]

Маллинс [1] дает простой пример, который ясно иллюстрирует различия между а и у- Рассмотрим кристалл, частицы которого удерживаются вместе лишь связями центральных сил ближайших соседей так, что присутствует лишь один вид связи. Эти связи можно представить в виде пружин. Поскольку имеется лишь один вид таких пружин, то при равновесии все пружины не растягиваются и не сжимаются. Следовательно, натяжение отсутствует как внутри, так и в поверхностных слоях, так что ст = 0. Однако у представляет работу, необходимую для образования новой поверхности путем разрыва связей, и поэтому отличается от нуля. Маллинс [1] показал, что для такой модели ду/дев = —у. Следовательно, уравнение (9) подтверждает справедливость вывода о том, что а = 0. [c.105]

Влияние характера поверхности на кристаллизацию Табата объясняет большей потенциальной энергией атомов и молекул поверхностного слоя и поверхностным натяжением. При этом, чем больше кривизна поверхности, тем больше энергии приходится на ее единицу. Табата отмечает что влияние пузырьков оказывается менее заметным. В. Гроссман указывает на то, что явление большего выделения кристаллов на поверхности стекла можно объяснить только с чисто физико-химической точки зрения. По его мнению, образование кристаллических ядер происходит при столкновении нескольких молекул и является функцией потенциальной энергии молекул в отдельных слоях вещества. Так как энергия наружных слоев больше энергии внутренних, то степень кристаллизации на ловерхности должна быть вьше. [c.71]

Как в клетках А. magnetota ti um, так и у магниточувствительных кокковидных бактерий кристаллы магнетита расположены рядом с образованиями, имеющими аморфную структуру. Это позволяет предположить, что в изучавшихся системах формирование кристаллов магнетита происходит в результате структурной модификации предшественников, а не вследствие непосредственной кристаллизации присутствующих в водном растворе ионов. Рост кристаллов из фазы с иной кристаллографической структурой включает процесс перегруппировки ионов в соответствии с новыми координатами в решетке. Фазовый переход этого типа может идти через стадию растворения поверхностных слоев предшественника и последующей кристаллизации минерала в новом фазовом состоянии на поверхности присутствующих в среде частиц. Возможно также образование новой фазы вследствие происходящего in situ твердофазного перехода, особенно вероятного при тесном структурном сходстве (топотаксии) двух фаз и малых величинах межфазного натяжения. Преобразование аморфного гидрата оксида трехвалентного железа в магнетит, вероятнее всего, идет по первому из рассмотренных механизмов, поскольку этот переход связан со значительной структурной перегруппировкой, реакцией дегидратации и частичным восстановлением трехвалентного железа. [c.77]

По мере повышения концентрации раствора размер мицелл увеличивается, и углеводородные цепи располагаются в них все более параллельно. В результате образуются пластинчатые мицел-ЛН , СостоТщие из двух слоев мыла, обращенных друг к другу углеводородными цепями, а ионогенными группами наружу. Эти мицеллы напоминают по своему строению двухмерный кристалл и могут иметь неограниченно большие размеры в двух направлениях. Вследствие образования пластинчатых мицелл и их характерного распределения в растворе достаточно концентрированные мыла способны переходить в гель ( 161). Заряд пластинчатых мицелл значительно ниже, чем сферических. Для доказательства наличия мгщелл в растворе можно применять метод ультрамикроскопии. Критическая концентрация мицеллообразования в растворах мыл может быть найдена измерением осмотического давле-, ния ц ещё лучше измерением электропроводности. Критическую концентрацию можно определять и по изменению поверхностного натяжения мыльного раствора при увеличении его концентрации. С увеличением концентрации раствора поверхностное натяжение всегда падает, достигая при критической концентрации предельного постоянного значения. [c.353]

Сила неупругого происхождения включает в себя и силу поверхностного натяжения. Очевидно, что действие такой силы испытьшают лишь дислокации, расположенные только на конце двойника. В самом деле, добавление одной дислокации в той части двойника, ширина которой имеет макроскопические размеры, практически не меняет поверхности раздела материнского и сдвойникованного кристаллов и не изменяет сушественно поверхностную энергию. В то же время добавление одной дислокации у острия двойника, где границы раздела удалены одна от другой на несколько атомных слоев, может значительно изменить соответствующую поверхностную энергию. Это предположение подтверждается качественным рассмотрением [167]. В работе [1671 показано, что межфазная поверхностная энергия в двойнике существенно уменьшается с увеличением числа атомных слоев, перешедших в двойниковое положение. В частности, оказьшается, что уже трехслойный двойник практически можно рассматривать как таковой, обладающий двумя когерентными двойниковыми границами. К подобному же выводу приводят и результаты математического моделирования многослойных дефектов упаковки и двойниковых границ [128]. [c.56]

Если адсорбционный слой любого пара заполняет значительную часть поверхности твердого тела, ее состав, строение, величина у и другие свойства будут неизбежно приближаться к составу, строению и другим характеристикам адсорбционной пленки. Так, например, при значительном заполнении поверхности кристалла гекса-триаконтана адсорбционным монослоем тетрахлорэтана (у у = 36,3) критическое поверхностное натяжение смачивания должно неизбежно возрасти от начальной величины 22 до величины 43 дин см, характерной для поверхности, богатой хлором. Это обусловлено тем, что состав поверхности становится аналогичным составу монослоя перхлорпентадиеновой кислоты (см. рис. 5). Таким образом, можно заключить, что для жидкостей, подобных воде, гликолю, иодистому метилену и т. п., поверхностное натяжение которых больше, чем Ус. величина очень мала. Возможно, что эта величина как поправка становится более значительной для жидкостей, имеющих значение у у , близкое к у , или меньше его. Например, fsv= не может быть очень малой для декана (у уо = 23,9) на гексатриаконтане Ус = 22) или для а-метилнафталина (у уо = 33,7) на полиэтилене Ус = 31). Итак, можно сказать, что в тех случаях, когда 6 > О, жидкость, контактирующая с твердой поверхностью низкой энер- [c.295]

Рост из расплава лежит также в основе метода Вернейля [Gilman, 1963, стр. 398], при котором кристаллы тугоплавких материалов. таких, как А1,0з выращиваются в пламени водородио-кислород-ной горелки, причем наращиваемый материал поступает в пламя горелки в виде тонкого порошка. Порошок расплавляется в пламени и падает на поверхность кристалла, где образуется жидкий слой, удерживаемый силами поверхностного натяжения. Тепло отводится через нижнюю часть кристалла, так что жидкий слой постепенна затвердевает. По мере роста кристалл опускается таким образом, что его поверхность все время остается в одинаковом положении относительно пламени. Обычно применяют также вращение кристалла. Кристаллы, выращенные этим методом, обладают очень большими термическими напряжениями и требуют тщательного отжига. [c.260]

Из изложенного ясно, что атомы, находящиеся на частично заполненной поверхности грани кристалла, энергетически неравноценны атомы по краям заполненного участка обладают избытком свободной энергии по сравнению с атомами в его середине. В случае трехмерного тела энергетическая неравноценность атома в объеме и на поверхности приводит к появлению поверхностного натяжения для двухмерных тел, т. е. для образований, состоящих из одного молекулярного слоя, подобным же образом нужно ввести понятие краевого натяжения р. Произведение величины краевого натяжения на длшу периметра I, ограничивающего занятую часть поверхности грани (рис. 11), определяет избыток свободной энергии в таком двухмерном теле по сравнению с энергией, содержащейся в том же количестве вещества, но входящем в состав бесконечно протяженной заполненной плоскости. В интере- [c.26]

Определение величины адсорбции ДНФ из водных растворов на поверхности кристаллов представляет значительные экспериментальные трудности. Сложным аналитическим приемом удалось определить [19] количество натриевой соли динафтилметандисульфокислоты (соответствующего ДНФ) в растворе после его адсорбции кристаллами Кубового ярко-зеленого С и установить, что величина поверхностного натяжения соответствует адсорбции 2,8-10 эквивалента ДНФ на 1 г адсорбента. Для образования мономолекулярного слоя на поверхности высокодисперсных частиц этого красителя необходимо не менее чем 5 вес. % ДНФ. Для успешного измельчения красителя концентрация ДНФ должна быть значительно выше, чем для образования мономолекулярного слоя 10 вес. % ДНФ с [c.71]

В случае выращивания монокристаллов пз расплава методом Вернейля используют затравки, вырезанные в определенном кристаллографическом направлении п укрепленные на несущем штоке, которые затем вводят в пламя кислородно-водородной горелки. При этом происходит оплавление затравки и образование на ней слоя расплава, удерживаемого силами поверхностного натяжения. Затравка вращается и одновременно медленно опускается, Прп перемещении верхней части затравки из горячей зоны в более холодную происходит кристаллизация жидкой фазы. Сверху из специального бункера непрерывно подается тонконзмельченная гпихта, приготовленная по керамической тех-нологи . В кислородно-водородном пламени шихта плавится и питает расплавленный слой на поверхгюсти затравочного кристалла. Подачу шихты и опускание штока, на котором укреплен затравочный кристалл, подбирают таким образом, чтобы граница между твердой и жидкой фазами оставалась на одном и том же уровне относительно пламени. [c.139]

Пимнмо образования новых ранул во взвешенном слое происходит рост существующих гранул. Как указано выше, это возможно при отложении на поверхности частиц вещества, выделяемого из жидкости. Другой путь роста гранул—срастание их между собой. Агрегирование возможно при достаточно больших силах сцепления между частицами в момент их столкновения. Источником таких сил является жидкая фаза. При избытке жидкости на поверхности частиц (причиной может быть большая локальная влажность или высокая температура материала) силы поверхностного натяжения оказываются больше сил, обеспечивающих взаимное движение частиц, и происходит слипание. При последующем исчезновении жидкой фазы (сушка, охлаждение и т. п.) образуются кристаллические мостики, прочно связывающие частицы между собой. Если кристаллизации не происходит, т. е. пульпа содержит нерастворимое вещество, то при достаточно интенсивном движении частиц агрегаты разрушаются с образованием исходных частиц. Аналогичный процесс происходит, если образуется недостаточное число кристаллов и связи в агрегате частиц непрочные. [c.163]