Зарождение кристаллов скорость

Движущая сила процесса кристаллизации. Как уже говорилось, кристаллизация идет только из пересыщенных растворов, содержащих избыток растворенного вещества против равновесного. При этом как вероятность зарождения кристаллов, так и скорость их роста прямо зависят от того, насколько далеко мы углубились в область пересыщенных растворов. Степень отклонения от равновесия определяет движущую силу кристаллизации. [c.21]

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]

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]

На стадии роста частиц кристаллической фазы происходит увеличение размеров первичных зародышей. Каждый зародыш может инициировать образование кристалла. Скорость роста кристаллов и образуемых ими более сложных надмолекулярных структур (Шк), как и скорость зарождения, сильно зависит от степени пере охлаждения. Температурная зависимость ы>к также имеет макси мум, лежащий между Т л и Тс (рис. VI. 21, кривая 2). [c.189]

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]

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]

На границе с лабильной областью растворы распадаются с самопроизвольным (спонтанным) образованием кристаллов. Эта граница размыта и представляет собой переходную зону, в которой скорости зарождения кристаллов возрастают от нуля до неопределенно больших значений. [c.23]

Легко показать, что этот механизм не имеет реальной почвы и является результатом поспешности в выводах авторов. Рассмотрим изменение линейных размеров двух неодинаковых кристаллов за один период колебания температуры. При нагревании оба кристалла растворятся на одну и ту же величину А/. Если скорость зарождения центров кристаллизации больше скорости линейного роста кристаллов, то при охлаждении оба кристалла вырастут на какую-то величину А/ < Л/ и в растворе появятся новые кристаллы. Средний размер кристаллов уменьшится. Но если линейная скорость роста кристаллов больше скорости зарождения кристаллов, то при охлаждении оба кристалла вырастут на одну и ту же величину А/ и тем самым возвратятся в исходное положение, не изменив при этом дисперсности. Таким образом, укрупнение частиц дисперсной фазы по указанному выше механизму невозможно. [c.45]

Ои(Оо) — скорость нагрева (охлаждения) системы т —скорость движения фронта кристаллизации аУз — скорость зарождения кристаллов [c.8]

Было изучено влияние различных технологических и конструктивных факторов (режима охлаждения раствора, его исходной концентрации, скорости вращения и типа мешалок, числа отражающих перегородок в кристаллизаторе и др.) на выход и качество получаемого кристаллического продукта. В результате обработки полученных данных определены скорости роста и зарождения кристаллов аскорбиновой кислоты. [c.96]

Скорость реакции разложения СаСО подчиняется закону Аррениуса, она пропорциональна разности между равновесным давлением двуокиси угаерода и давлением, поддерживаемым в шахте печи. Лимитирующей стадией процесса диссоциации является скорость образования кристаллических зародышей окиси кальция, которая, в свою очередь, зависит от скорости диффузии ионов металла. Более благоприятные условия для зарождения кристаллов СаО создаются при повышении температуры. [c.346]

После интегрирования приведенного выше уравнения устанавливается связь между распределением кристаллов по размерам, скоростью роста и временем зарождения кристаллов. Уравнение принимает следующий вид [c.305]

Такое зарождение кристаллов в объеме называется гомогенным, при этом предельная насыщенность зависит от состава среды, концентрации, температуры, интенсивности перемешивания, физического состояния и химического состава поверхности, по которой двигается флюид, и от многих других факторов. С увеличением пересыщения скорость образования зародышей резко возрастает, а размеры их уменьшаются. Размеры зародышей составляют от десяти до нескольких сотен молекул кристаллизующегося вещества. Зародышем становится частица, способная к самостоятельному существованию, достигшая определенной минимальной величины, которая называется критической [5.5]. Критические размеры зародышей по данным разных исследователей представлены в табл. 5.9. [c.462]

Представители второго направления в теоретическом исследовании кристаллизации ограничиваются изучением собственно кинетики процесса. Они, исходя из понятий скорости зарождения и скорости роста кристаллов, стремятся определить экспериментально и теоретически зависимость этих величин от переохлаждения АТ, характеризующего отклонение от температуры равновесного сосуществования фаз и одинакового в течение всего процесса. При таком рассмотрении игнорируется роль градиентов температуры в кристаллической фазе и расплаве, хотя о влиянии этого фактора иногда упоминается [11, 121. [c.9]

В настоящем исследовании мы в большинстве случаев будем считать механизм роста кристалла нормальным . Этот механизм не является предпочтительным при кристаллизации всех веществ, но, по-видимому, он часто имеет место при кристаллизации металлов [12], а расчеты при указанном допущении кардинально упрощаются. Скорость зарождения кристаллов при объемной кристаллизации может быть установлена путем решения соответствующего кинетического уравнения. Здесь также неизбежны упрощающие допущения, которые будут указываться по мере их введения. [c.10]

Зная скорость зарождения и скорость роста кристаллов (по нормальному механизму), можно перейти к рассмотрению суммарной кинетики превращения [45]. Анализ роста кристаллов механизмом формирования двумерных зародышей дан в гл. III. Основной характеристикой процесса превращения является доля превратившегося объема как функция времени t. Наиболее [c.41]

Зарождение кристаллов в жидкой фазе. Образование кри сталлических зародышей в жидкой фазе отличается от проанализированного выше случая прежде всего тем, что вместо частоты соударений газовых молекул до берут в соответствии с теорией абсолютных скоростей реакции частоту VI, с которой атом преодолевает энергетический барьер на границе ме- [c.418]

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

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]

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]

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]

Наиболее ппостымн являются емкостттьтр т- г гтя-7тл т .яторы с охлаждающей рубашкой, имеющие коническое или сферическое днище (рис, 3.1, а, б). Исходную смесь загружают в аппарат в несколько перегретом состоянии. При этом до температуры ликвидуса оиа охлаждается быстро, а затем, с целью понижения скорости зарождения кристаллов и получения более крупных кристаллов, охлаждение замедляют. Режим охлаждения смеси устанавливают с учетом особенностей кристаллизации конкретной смеси, в большинстве случаев плавно понижая температуру в процессе охлаждения. При этом разность температур между кристаллизующейся смесью и охлаждаемой поверхностью не долл на превышать 8—10 °С. [c.86]

Если скорость зарождения кристаллов остается постоянной независимо от продолжительности процесса, а также если постоянной является линейная скорость роста сферолитов в радиальном направлении, то параметр Аврами п равен 4, а константа скорости к определяется выражением [c.267]

V — скорость кристаллизации, м/с Кз — скорость зарождения кристаллов, с а — равновесный коэффициент распределения р — коэффшшент массопередачи [c.300]

Если в процессах кристаллизации на охлажденных поверхностях скорость процесса кристаллизации характеризуется скоростью движения фрота кристаллизации (скорость движения фронта раздела фаз), то в массовой кристаллизации скорость процесса определяется двумя факторами скоростью зарождения кристаллов и скоростью их роста. [c.302]

Одна из важнейших проблем массовой кристаллизации связана с определением эффективности процесса. Данная задача не может быть решена без учета кинетических факторов. Скорость процесса массовой кристаллизации лимитируется скоростью зарождения кристаллов и скоростью их роста. В соответствии с теорией гетерогенных флуктуаций [78, 79], при возрастании размера зародыша до критического на его поверхности происходит обновление молекул за счет присоединения новых молекул из расплава. При этом вероятность возникновения кристаллических зародышей в расплаве определяется вероятностью преодо.тения системой энергетического барьера. Образовавшиеся зародыши являются центрами формирования кристаллов. Рост кристаллов также связан с преодолением энергетического барьера [78]. В [80] для описания этих процессов предлагаются следующие зависимости [c.304]

Особенности роста кристаллов типа шиш-кебаб при перемешивании растворов и их структура аналогичны описанным выше ([139], см. также разд. 6.2.2). Максимальная температура кристаллизации линейного полиэтилена в ксилольном растворе может быть повышена при перемешивании на 20° С. Основной причиной увеличения скорости зародышеобразования и кристаллизации в этдм случае является существование в растворе вихрей Тейлора и турбулентных потоков. Простой сдвиг, даже значительный по величине, не приводит к образованию зародышей. Очевидно, в растягивающем потоке существуют турбулентные вихри, которые и способствуют зародышеобразованию. Пек-нингс и сотр. [139] предположили, что в этих условиях кластеры молекул наиболее эффективны в образовании зародышей. После зарождения кристалла дальнейший рост его может быть ускорен перемешиванием, как это показано в разд. 6.2.2 (см. также разд. 3.8.2. [c.99]

Стекла 4—6 обладают способностью к ликвации и опалес-цируют после ПТ. Вследствие л иквации состав стекла одной из стеклообразных фаз смещается в стеклах 4—6 при Гпт к одному и тому же составу, близкому к составу дисиликата лития. С этим, но-видимому, связано то, что скорости зарождения в стеклах 4—6 близки друг к другу и скорости роста сферолитов для этих стекол также близки, по тем же причинам (табл. 2). Таким образом, можно сделать вывод, что в этих стеклах способность к ликвации влияет на скорость зарождения в том отношении, что состав одного из получающихся при ликвации стекол смещается к стехиометрическому. Напротив, наличие поверхности раздела ликвационных фаз не оказывает существенного влияния на скорость зарождения [13—141. Последнее можно объяснить тем, что границы раздела ликвационных фаз относительно размыты, эффективная поверхност-. ная энергия распределена по толщине границы и в среднем невелика, невелико поэтому здесь снижение барьера Ф - -Ф на пути зарождения кристаллов, и, кроме того, имеются диффузионные помехи для зарождения, так как состав границы раздела являетх1я лромежухонным. [c.230]

Предложены методы определения скорости зарождения кристаллических образований в стекле (в форме сфер, цилиндров и дисков) в зависимости от температуры. Рассмотрены два случая 1) максимумы скорости зарождения и роста кристаллов в зависимости от температуры раздвинуты, не перекрываются 2) эти максимумы перекрываются. Температурные зависимости скорости зарождения кристаллов получены для И составов стекол 6 систем НгО—ЗЮг, НгО—НО—ЗЮг, КО—КаОд—ЗЮ , где К—Ы, N3, Же, Са, А1. Они представляются кривыми с максимумом шириной 70—150°. Температура максимального значения скорости зарождения кристаллов Тт совпадает (или несколько выше) с температурой стеклования Тд, определенной по дилатометрической кривой или кривой ДТА, на которой положение эндотермического минимума близко к Тд. Близость Тт и Тд объясняется большими значениями термодинамического потенциала активации вязкости или перестроек структурных элементов, быстро растущими при приближении к Тд со стороны высоких температур, и ростом энергии упругих напряжений ниже Ту. Библ. — 15 назв., рис. — 2, табл. — 2. [c.315]

Их отсутствие значительно тормозит развитие исследований в области изучения кинетики кристаллизации. Именно этим, наверное, объясняется незначительное число теоретических исследований по кристаллизации из растворов сложного состава. Одной из основных проблем, связанных с изучением кинетики кристаллизации, является исследование этого процесса применительно к многокомпонентным системам. При кристаллизации из многокомпонентных растворов большой интерес представляют взаимодействие параллельно кристаллизуюпщхся веществ между собой, взаимное влияние на скорость зарождения и скорость роста, взаимодействие, связанное с образованием твердых растворов различного рода, явления адсорбции одного вещества на поверхности растущих кристаллов другого и т. д. Исследования, направленные на изучение характера указанных взаимодействий, безусловно дадут богатейший материал как для развития теории кристаллизации, так и в практическом плане. Особо следует отметить необходимость широкого изучения кристаллизации из неводных растворов, что пока еще делается явно недостаточно. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология