Зарождение кристаллов

Чтобы сделать метод непрерывным, предложено несколько аппаратов соединять последовательно и передавать суспензию из одного аппарата в другой, причем в каждом аппарате поддерживается определенный режим и обеспечивается заданное время пребывания смеси . Соотношение объемов ступеней 1 2 6 3. Температура в первой ступени поддерживается 53—55 °С, во второй 44— 45 °С, в третьей 42,2 0,2 °С, в четвертой ступени 30 °С. Скорость охлаждения в последней ступени кристаллизации составляла 24— 25 °С в час. В первом аппарате суспензия охлаждается, во втором образуются первые зародыши кристаллов, в третьем происходит выделение кристаллов с одновременным охлаждением. Авторы рекомендуют на последней ступени строго контролировать темпера-туру — поддерживать ее ниже температуры зарождения кристаллов, но не более чем на 2 °С. Такой способ позволяет получить кристаллы длиной 500—1500 мк и толщиной 50—120 мк и провести кристаллизацию за короткое время. [c.173]

При исследованиях реакторов из уравнения (V. 1) вычисляют к. Для процесса кристаллизации к определяется скоростью реакции между компонентами раствора (скоростью зарождения кристаллов) и скоростью роста кристаллов, зависящей от температуры и степени перемешивания. От температуры и интенсивности перемешивания зависят, в частности, размеры выпадающих кристаллов и возможность их выделения из раствора фильтрованием или другими способами. В реакторах периодического действия концентрации реагентов изменяются во времени [см. уравнение (11.42)], также как и в проточных аппаратах вытеснения по вы- [c.192]

Большой вклад в теорию зарождения кристаллов внесли работы Фольмера. [c.219]

Необходимым условием зарождения кристалла и его роста из расплава является переохлаждение расплава. Однако степень переохлаждения, необходимая для роста кристалла, отличается от степени переохлаждения, нужной для зарождения кристаллического центра. [c.219]

Кристаллизация из раствора, как и кристаллизация из расплава,— сложный процесс, представляющий собой совокупность нескольких последовательно и параллельно протекающих стадий. Основными из них также являются стадии зарождения кристаллов и их роста. Но движущей силой процесса при этом будет пересыщение раствора, под которым понимается избыточная концентрация содержащегося в растворе вещества сверх его растворимости при заданной температуре в рассматриваемом растворителе. Причем оказывается, что образование центров кристаллизации и рост кристаллов в растворе имеет место лишь при определенном его пересыщении, т. е. используя для характеристики пересыщенных растворов понятие степень пересыщения Чп = уп/уи, где уп и Ун — концентрации растворенного вещества в пересыщенном и насыщенном растворах, можно утверждать, что образование центров кристаллизации не будет происходить не только при но и в некотором интервале [c.150]

Только в 1967 г. была обнаружена новая модификация льда, которая и получила теперь законное наименование лед IV. Трудность ее обнаружения объясняется, во-первых, тем, что она кристаллизуется с большим трудом чтобы ее получить, следует добавить в воду специальные органические вещества, служащие активаторами зарождения кристаллов. [c.55]

Г. Тамман установил большое влияние на зарождение и рост кристаллов посторонних примесей в растворе или расплаве (частиц кристаллизующегося вещества, частиц других веществ, изоморфных с кристаллизующимися веществами, частиц, которые адсорбируют на своей поверхности молекулы кристаллизующегося вещества). Эти частицы могут служить центрами зарождения кристаллов, уменьшая степень необходимого пересыщения. Исходя из экспериментальных данных Таммана и других исследователей, можно было бы развить приблизительно такие теоретические представления о механизме зарождения кристаллических центров. [c.229]

Однако Тамман в вопросе о зарождении кристаллов исходил из неправильных предпосылок. Он считал, что в каждой жидкости существуют два рода молекул — изотропные и анизотропные и что кристаллы могут образоваться только из анизотропных молекул. Существование таких молекул в опытах не подтверждается. Тамман далее считал, что молекулы одного рода могут переходить в молекулы другого рода, причем скорость перехода мала, но возрастает при повышении температуры. Анизотропные молекулы влияют на изотропные таким образом, что последние превращаются в анизотропные молекулы, которые соответствующим образом размещаются в кристаллической решетке, и вся жидкость может закристаллизоваться. [c.231]

При понижении температуры плотность жидкостей растет, молекулы сближаются и возрастает энергия межмолекулярного взаимо- действия при вполне определенном значении температуры (температура кристаллизации или плавления) вещество переходит в твердое состояние, которое характеризуется упорядоченным расположением частиц в пространстве — кристаллическим строением. Для зарождения кристаллов необходимы некоторые условия переохлаждение жидкости ниже температуры плавления (доли градусов), появление субмикроскопических центров кристаллизации — зародышей выше критических размеров, которые, постепенно увеличиваясь, превращают жидкость в кристаллическую массу (центрами кристаллизации могут явиться и твердые частицы примесей). Кристаллизация протекает с выделением энергии, но менее значительным, чем при конденсации. Процессом кристаллизации можно управлять, и этим. пользуются в технологии, получая мелкокристаллические или крупнокристаллические структуры, а также выращивая монокристаллы. При очень большом переохлаждении жидкости с большой вязкостью (кремнезем, силикаты и алюмосиликаты) могут перейти в стекловидное состояние, в котором сохраняется неупорядоченная структура. Этим, например, пользуются при изготовлении стекол или ситаллов (частично закристаллизованное стекло) [c.94]

Основы гетерогенного зарождения кристаллов были рассмотрены Гиббсом и Фольмером. Фольмер показал, что работа образования гетерогенного зародыша связа- [c.237]

Отмечено, что число кристаллов возрастает с уменьшением концентрации. Опытные данные свидетельствуют о том, что образование зародышей кристаллов на катоде является определяющим процессом в начальной стадии формирования катодного осадка, при этом фазовое перенапряжение, необходимое для зарождения кристаллов, достигает сотни милливольт. Величина т] служит характеристикой степени взаимодействия осаждаемого металла с подложкой. Чем выше фазовое перенапряжение, тем слабее адгезия осадка с подложкой. [c.243]

Из уравнений (XV, 1) видно, что с ростом переохлаждения (пересыщения) величина уменьшается и, следовательно, вероятность зарождения кристаллов возрастает. При < р , с < с и ил < Тц величина г,, становится отрицательной, т. е. без переохлаждения (пересыщения) исходной фазы зарождение кристаллов невозможно. [c.684]

Наконец, процесс зарождения кристаллов ускоряется при воздействии таких внешних факторов, как перемешивание, вибрация, ультразвуковые колебания, магнитные и электрические поля, радиация и т. д. [c.685]

Перемешивание раствора не только ускоряет процесс кристаллизации за счет интенсификации теплообмена и, следовательно, охлаждения (пересыщения) раствора, но также уменьшает возможность инкрустации охлаждающих поверхностей. Дело в том, что в результате перемешивания выравниваются температуры раствора в объеме и у стенок аппарата, т. е. уменьшается возможность интенсивного зародышеобразования вблизи поверхностей охлаждения, где раствор имеет наиболее низкую температуру. Наконец, благодаря перемешиванию растущие кристаллы, находясь во взвешенном состоянии, омываются раствором со всех сторон, что обеспечивает правильность их формы и минимальный захват маточника. С другой стороны, сочетание перемешивания и интенсивного охлаждения раствора способствует зарождению кристаллов, обусловливая их небольшие размеры, хотя и большую однородность. По окончании процесса кристаллизации смесь [c.693]

При охлаждении бинарных и многокомпонентных расплавов процесс их кристаллизации происходит в интервале между температурами ликвидуса и солидуса /сол- Напомним, что у расплавов эвтектического состава В случае интенсивного охлаждения между образовавшимся кристаллическим слоем и жидким расплавом возникает переходная зона, в которой происходит зарождение кристаллов и их постепенный рост. Ширина этой зоны, зависящая от физико-химических свойств расплава, возрастает с увеличением интенсивности охлаждения. В случае же медленного охлаждения, т. е. при малых температурных градиентах, в объеме расплава наблюдается его массовая кристаллизация — образование и рост кристаллов во всем объеме. [c.705]

Изменение числа центров кристаллизации (ч. ц. к.) с температурой при постоянных р и 1 показано на рис. 127, б. Относительное малое число центров, возникающих при температурах, близких к температуре плавления металла-растворителя, объясняется повышенной вязкостью расплава в этих условиях. Снижение числа образующихся кристаллов при максимальных температурах выбранного интервала связано с приближением р-7 -пара-метров процесса к линии равновесия графит — алмаз, что должно резко уменьшать вероятность спонтанного зарождения кристаллов алмаза. [c.370]

Степень переохлаждения слюдяного расплава возрастает с увеличением степени перегрева, времени выдержки, скорости охлаждения, испарения расплава (открытости системы). Условие получения качественных и крупных кристаллов — обеспечение минимально возможного переохлаждения, при котором происходит кристаллизация, т. е. более равновесных условий роста. Поэтому к оптимальным условиям проведения гетерогенной кристаллизации без переохлаждения можно отнести отсутствие перегрева расплава, уменьшение времени выдержки расплава при высокой температуре, проведение направленной кристаллизации при локальном зарождении кристаллов, обеспечение более полного соответствия расплава стехиометрии слюды. [c.38]

Образование зародышей на стенках тигля зависит от газовой среды в печи, что связано с влиянием газов на смачиваемость железа слюдяным расплавом. Так, в водородной среде материал тигля хуже смачивается (краевой угол 0 около 90°), чем в азоте и аргоне. Это способствует достижению более значительного переохлаждения расплава и более массовому характеру кристаллизации. Чем меньше краевой угол смачивания, тем легче происходит образование зародыша, и уже при 0 — 45° высота потенциального барьера для зарождения на поверхности на порядок меньше, чем для зарождения в объеме. При гетерогенном зарождении кристаллов расплав слюды характеризуется высокой кристаллизационной способностью. Максимальная скорость зародышеобразования по данным подсчета центров кристаллизации (сфе-ролитов) в образцах, полученных в условиях переохлаждения на несколько десятков градусов, составляет примерно 100 зародышей на 1 см2 поверхности в течение 1 с. [c.39]

Из кристаллов оксидов во включениях чаще всего встречается периклаз, особенно в слюде из придонной части слитка (см. рис. 21). Зерна периклаза и кристаллы других высокотемпературных минералов инициируют зарождение кристаллов фторфлогопита. Значительно реже присутствуют кристаллы корунда и [c.49]

В отношении причин, вызывающих влияние на зарождение кристаллов, мнения ученых расходятся. Обсуждение некоторых гипотез дано Л. Н. Матусевичем [2] и Б. Чалмерсом [3]. [c.146]

Классическими работами в этой области долгое время считались работы Таммана, который исследовал процессы зародышеобразования для 150 различных органических веществ. Тамман придерживался взглядов о возможности самопроизвольного зародышеоб-разования центров кристаллизации в переохлажденных жидкостях. Большой вклад в теорию зарождения кристаллов внесли работы Фольмера, который получил соотношение для работы образования стабильного кристаллического зародыша внутри переохлажденного расплава. Свободная энергия Р образования сферического ядра радиуса г из расплава может быть выражена уравнением [c.52]

Однако ускоряющее действие переохлаждения при зарождении кристаллов действует сильнее, чем при их росте. Это проявляется в том, что величина АТ входит в уравнение (XVIII.63) в квадрате, а в уравнение (XVIII.64) — в первой степени. Поэтому, как это показано на рис. XVIII.9, максимум с. з. ц. к. сдвинут по сравнению с л. с. к. в сторону больших переохлаждений. [c.395]

Рис. 9.11. Схематическан зависимость ехр [— E/IRT)] (на рисунке — А), К ехр [ —во /ЕТ (ДТ") ] J (на рисунке — В) и скорости зарождения кристаллов J от

Однако ускоряющее действие переохлаждения при зарождении кристаллов действует сильнее, чем при их росте. Это проявляется в том, что величина АТ входит в уравнение (XVIII.63) во второй, а в уравнение (XVIII.64) —впервой степени. Поэтому, как это показано на рис. XVIII.9, [c.504]

По Каишеву, последние соотношения справедливы для зародышей любой формы, и, как показывает анализ, они определяют собой связь между работой гетерогенного и гомогенного зарождения кристалла при одинаковом пересыщении (перенапряжении). Отсюда следует, что во всех случаях работа гетерогенного зарождения меньше работы гомогенного зарождения и только в пределе становится ей равной. [c.238]

В наиб, распространенном случае образования при К. множества кристаллов (массовая К.) выделяющаяся фаза полидисперсна, что обусловлено неодновременностью зарождения кристаллов н флуктуациями их роста. Мелкие кристаллы более р-рнмы, чем крупные, поэтому прн убывающем пересыщении наступает момент, когда среда, оставаясь пересыщенной относительно последних, становит- [c.528]

Различают гомогенную и гетерогенную электрохим. нукле-ацию, т. е. зарождение кристаллов новой фазы. Первая имеет место, напр., при восстановлении ионов в объеме р-ра с образованием коллоидных частиц, вторая - при восстановлении ионов,на пов-сти электрода. Зарождению кристаллов на пов-сти электрода может предшествовать образование слоев адсорбир. атомов (адатомов) осаждаемого в-ва, чаще всего металла. Возникновение моноатомных (иноща двух- и трехатомных) слоев происходит при электродных потенциалах, на неск. десятков мВ положительнее равновесного. Степень заполнения пов-сти адсорбир. аТомами влияет на скорость зарождения кристаллов нойой фазы (число зародышей в единице объема, образующихся за единицу времени). [c.430]

Соответственно скорость зарождения кристалла I при т-ре Т описывается ур-ниал [c.430]

Критич. зародыши образуются на активных центрах пов-сти электрода. Такими центрами м. б. поры в оксидной пленке, выходы винтовых дислокаций, вакансии, изломы на ступенях роста и др. энергетич. неоднородности пов-сти. Число активных центров, участвующих в процессе электрохим. нуклеации, возрастает с увеличением Г). Вокруг возникшего и растущего криста ша образуются зоны экранирования ( дворики роста ), в к-рых нуклеации не происходит. Радиус зон экранирования уменьшается с ростом л. Постепенно происходит исчерпание числа свободных активных центров и прекращение з ождения новых кристаллов, наступает насыщение. Адсорбция примесей из р-ра на электроде снижает число активных центров и, соотв., общее число зародышей. Стадия зарождения кристаллов определяет в конечном итоге осн. физ.-мех. св-ва гальванич. покрытий, в т. ч. их пористость. [c.430]

Особенность кинетики электродных процессов в расплавленных солях - высокие скорости электрохим. р-ций. Поэтому их можно считать квазиравновесными процессами. Наиб, медленной (лимитирующей) стадией электродного процесса обычно является массоперенос в-ва к электроду (диффузия или миграция). Исключением являются стадии зарождения кристаллов при электрокристаллизации и образование молекул газа из адсорбированных на электроде атомов, к-рые протекают еще медленнее (или с соизмеримыми скоростями). Напр., разрад А1 в расплавленных хлоралюминатах, как показано с помощью импедансных измерений, происходиг в условиях одновременного замеяленного протекания разрада, кристаллизации и диффузии. [c.467]

Растворы пербората натрия, как правило, пересыщены, что затрудняет его получение в виде крупных кристаллов. Поскольку растворимость пербората натрия в воде относительно невелика и при смешении концентрированных растворов реагирующих веществ образуются пересыщенные растворы, скорость зарождения кристаллов в них значительно превосходит скорость их росте. Определяющим при кристаллизации является процесс массопереноса, температура же ие имеет Сольи]ого значения. [c.94]

Увеличение сверх нормы отбора суспензии, а следовательно, количества поступающего в колонну рассола вызьшает падение концентрации СО2 в уходящем газе. Процесс карбонизации в верхней части колонны замедляется, и зона зарождения кристаллов ЫаНСОз опускается. Время для роста образовавшихся кристаллических зародьшгей уменьшается, и поэтому качество кристаллов ухудшается. Если же уменьшить отбор суспензии из колонны (при том же количестве подаваемого диоксида углерода), концентрация СО2 в отходящем газе увеличится, т.е. снизится степень использования СО2 и в связи с зтим уменьшится средняя концентрация СО2 в поступающем в колонну газе. Это в свою очередь вызовет снижение степени карбонизации и величины [c.141]

Приведенные уравнения и выводы относятся к гомогенному зарождению кристаллов. При наличии поверхности раздела фаз в виде стенок сосуда, охлаждающих элементов, взвешенных твердых частиц и т. п. процесс (гетерогенный) образования зародышей облегчается. Это явление объясняется понижением энергетического барьера АФмакс результате адсорбции молекул исходной фазы на указанных поверхностях раздела. В данном случае АФмакс = = фАФмакс, где О < ф < 1. Величина ф зависит от сродства свойств межфазной поверхности и кристаллической фазы. В случае расплавов величина ф зависит от угла смачивания межфазной поверхности В, стремясь к нулю при 6 — О и к единице при 0 —> -> 180°. [c.685]

К основным параметрам кинетики кристаллизации из расплава Относятся степень переохлаждения, скорости зародышеобразования и роста кристаллов. Кинетические характеристики кристаллизации фторслюды из расплава определяются совокупностью конкретных условий, включающих ликвационные явления во фторсиликатном расплаве, температурные условия, гетерогенный характер зарождения кристаллов, массовую кристаллизацию, кри-сталлохимнческие факторы (изоморфизм, анизотропия структурных сил связи и т. д.). [c.35]

При медленной кристаллизации из больших объемов слюдяного расплава на 1 см поверхности стенок тигля образуется, как правило, один или несколько разноориентированных кристалликов. В реальном случае управлять зарождением кристаллов слюды можно при локальном (точечном) регулированном теплоотводе со стенки тигля при условии отсутствия других центров кристаллизации. [c.39]

Координационно-насыщенные комплексы вследствие неустойчивости проявляют склонность к поляризации. При этом часть ионов 51 (0Н)5 " образует агрегаты на основе водородной связи, которые в процессе дальнейшей эволюции превращаются в крупные полианионы, адсорбирующие ионы натрия. Происходит образование коллоидных частиц, которые могут адсорбироваться растущими кристаллами в виде неструктурной примеси. Дальнейшее агрегирование коллоидных частиц приводит к появлению самостоятельной фазы — геля кремневой кислоты с переменным содержанием Na02, 5102 и Н2О. В результате взаимодействия Дегидрационной поликонденсации с формированием прочной си-локсановой связи и устойчивого аниона [5120(0Н)8] реализуется гидротермальный рост кристаллов кварца на затравочных поверхностях при их взаимодействии с истинно растворенной формой кремнезема. С поликонденсацией координационно-ненасыщенных ионов до образования устойчивых форм [5 0(ОН)в] и [51з02 (ОН) ]з- может быть связан процесс спонтанного зарождения кристаллов кварца, причем устойчивость силикатных ионов повышаете с возрастанием щелочности среды, что приводит к снижению вероятности спонтанной кристаллизации. Подтверж- [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология