Большая техническая энциклопедия
2 7
A V W
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ВА ВВ ВЕ ВЗ ВИ ВК ВЛ ВН ВО ВП ВР ВС ВТ ВУ ВХ ВЫ ВЯ

Возникающий зародыш

 
Возникающие зародыши закономерно ориентированы по отношению к материнской фазе. Наличие ориентировок между кристаллами фаз является закономерностью весьма общего характера. Это легко понять из энергетических представлений. Согласно Конобеевскому [ см. 56 ], форма и ориентировка зародышей новой фазы при выделении в анизотропной среде должны соответствовать минимуму поверхностной энергии при данном объеме, а минимум поверхностной энергии обеспечивается при максимальном сходстве в расположении атомов на соприкасающихся гранях старой и новой фаз. Ориентированное выделение кристаллов новой фазы в ряде случаев является энергетически выгодным также вследствие того, что перестройка решетки связана с относительно небольшими перемещениями атомов.
Характер зависимости qf ( AT при кипении в большом объеме ( вода, р - 98 1 кПа.| Схема процесса теплообмена при пузырьковом кипении. Возникающий зародыш парового пузырька растет вследствие тепломассообмена с окружающей жидкостью, достигает некоторого отрывного размера и всплывает. Основная часть поверхности нагрева омывается при этом жидкостью, пограничный слой которой интенсивно перемешивается движущимися паровыми пузырями. Вследствие этого интенсивность теплоотдачи при пузырьковом кипении весьма велика и растет с увеличением скорости парообразования, пропорциональной плотности теплового потока.
При достаточной интенсивности акустического воздействия вновь возникающие зародыши кристаллов парафина периодически растворяются.
Зависимость энергии Гиббса об -. разования зародыша от его радиуса. Если степень пересыщения больше критической величины, то возникающие зародыши будут самопроизвольно расти. Энергия Гиббса ( см. рис. 11.27) снижается с увеличением размеров зародышей от критического значения, отвечающего равновесию в соответствии с уравнением Кельвина. Образование новых зародышей прекращается.
Дендритные кристаллические образования парафина. Поэтому требуются особо благоприятные местные условия, чтобы возникающие зародыши могли бы укрепиться и далее развиваться.
Три этапа термофлуктуационяого зарождения трещины. Анализ модели Стро, выполненный В. И. Владимировым [47], показал, что возникающий зародыш трещины соответствует ( 2 - - 4) Ь, является неустойчивым; образование устойчивых микротрещин у плоского скопления дислокаций длиной 0 2 мкм по оценке [49], возможно вследствие термических флуктуации.
Таким образом, результаты опытов дают основание полагать, что в адиабатном потоке конденсированной среды фактическими центрами парообразования служат не самопроизвольно возникающие зародыши флуктуационного происхождения, а содержащиеся в жидкости посторонние взвеси.
Необходимость включения вязкости в уравнение кинетики образования зародышей Я. И. Френкель объясняет необходимостью учета влияния отрыва молекул вещества от маточной фазы, поскольку увеличение вязкости раствора действительно должно затруднять обмен молекулами между маточной фазой и возникающим зародышем.
Влияние вязкости на кинетику образования зародышей при кристаллизации переохлажденных жидкостей и расплавов хорошо подтверждается рядом экспериментальных работ [37, 38] и достаточно теоретически обосновано, поскольку увеличение, например, вязкости расплава действительно должно затруднять обмен молекулами между маточной фазой и возникающим зародышем. Влияние же вязкости при кристаллизации из пересыщенных растворов выяснено еще недостаточно.
Возникающие зародыши имеют малую азимутальную ориентацию, так как хотя имеет место сильно развитая параллельность граней основного и прирастающего кристалла, в плоскости срастания существует только незначительная ориентация элементов направления. Процессы образования зародышей сильно зависят от состояния поверхности.
При этом увеличивается число возни каюл. Расстояние между новыми возникающими зародышами и их число зависят от койне г. рзцни раствора, с сыдлепису, которой расстояния и число зародиьиси возрастают.

Проведение процесса кристаллизации в условиях периодических колебаний температуры или концентрации парафинов около кривой равновесия дисперсная фаза ( парафин) - среда. При достаточной интенсивности акустического воздействия вновь возникающие зародыши кристаллов парафина периодически растворяются. Одновременное колебание температуры и концентрации, на микро-и макроуровнях на практике может быть реализовано при наложении на систему акустических колебаний. Низкочастотные акустические колебания эффективно интенсифицируют кристаллизацию.
Зависимость энергии Гиббса образования зародыша от его радиуса. В критической точке неустойчивость равновесия проявляется в том, что существует равная вероятность возникновения и исчезновения зародышей конденсации. Если степень пересыщения больше критической величины, то возникающие зародыши будут самопроизвольно расти. Энергия Гпббса ( см. рис. 11.24) снижается с увеличением размеров зародышей от критического значения, отвечающего равновесию в соответствии с уравнением Кельвина. Образование новых зародышей прекращается. Данное состояние системы также является неустойчивым, так как в системе происходят постоянные процессы роста и исчезновения частиц дисперсной фазы: одна часть частиц растет за счет исчезновения другой части частиц. Более подробно этот процесс рассматривается в разделе об устойчивости дисперсных систем.
При наличии в растворе парафина поверхностно-активных веществ, способных адсорбироваться твердыми углеводородами, на поверхности выделяющихся кристаллов парафина образуется защитный слой, состоящий из поверхностно-активного вещества и препятствующий свободному дальнейшему отложению на этой поверхности новых слоев парафина. Присутствие активных примесей затрудняет также новообразование и развитие кристаллических зародышей, поскольку возникающие зародыши тотчас блокируются концентрирующейся около них поверхностно-активной примесью, и требуются особо благоприятные местные условия, чтобы возникающие зародыши могли укрепиться и далее развиваться.
Минимальный размер зародыша, способного при данной температуре стать устойчивым центром кристаллизации, называется критическим размером зародыша. Следовательно, чем больше скорость охлаждения ( степень переохлаждения), тем все более и более мелкие вновь возникающие зародыши станут устойчивыми центрами кристаллизации.
При наличии в растворе парафина поверхностно-активных веществ, способных адсорбироваться твердыми углеводородами, на поверхности выделяющихся кристаллов парафина образуется защитный слой, состоящий из поверхностно-активного вещества и препятствующий свободному дальнейшему отложению на этой поверхности новых слоев парафина. Присутствие активных примесей затрудняет также новообразование и развитие кристаллических зародышей, поскольку возникающие зародыши тотчас блокируются концентрирующейся около них поверхностно-активной примесью, и требуются особо благоприятные местные условия, чтобы возникающие зародыши могли укрепиться и далее развиваться.
Количество образующихся зародышей также зависит от концентрации разряжающихся ионов: при снижении концентрации происходит уменьшение скорости образования зародышей и увеличение общего числа кристаллов. Последнее связано с тем, что при одном и том же перенапряжении в разбавленных растворах скорость диффузии ионов к поверхности зародышей ниже, чем в концентрированных растворах, в результате чего уменьшается расстояние между возникающими зародышами и возрастает их общее количество.
Изменение формы изотерм кристаллизации блок-сополимера ПЭО / ПС. изотермы характеризуются величиной п. l 18pY ( 0j - РОО в зависимости от логарифма времени ( t - ti M. Т с 25 С. Более сложная ситуация наблюдается при кристаллизации второго типа. В этом случае значительная часть зародышей, вероятно, разрушается при нагревании до Ts, а число новых зародышей, возникающих спорадически во времени, невелико. Возникающие зародыши имеют сложную форму и стимулируют вторичную кристаллизацию. Такой вывод соответствует микроскопическим наблюдениям, показывающим сложность и гетерогенность монокристаллов. В процессе кристаллизации, вызванной образовавшимися зародышами, участвует большая поверхность роста, поэтому скорость кристаллизации ( и п) возрастает очень быстро. С другой стороны, при кристаллизации по второму типу зародышеобразова-ние во время инкубационного периода приводит также к кинетическим кривым, характерным для случая самозарождения ( при этом значение п уменьшается до 1 0 - 1 2) и к образованию регулярных относительно одинаковых по размерам монокристаллов.
С ростом силы поляризующего тока скорость роста осадка на катоде возрастает. При этом увеличивается число возникающих в различных точках растущего осадка новых кристаллических зародышей. Расстояние между новыми возникающими зародышами и их число зависят от концентрации раствора, с уменьшением которой расстояния возрастают, а число зародышей увеличивается.
Схема роста двухмерного зародыша. С ростом силы поляризующего тока скорость роста осадка на катоде возрастает. При этом увеличивается число возникающих в различных точках растущего осадка новых кристаллических зародышей. Расстояние между новыми возникающими зародышами и их число зависят от концентрации раствора, с уменьшением которой расстояния возрастают, а число зародышей увеличивается.
С ростом силы поляризующего тока скорость роста осадка на катоде возрастает. При этом увеличивается число возникающих в различных точках растущего осадка новых кристаллических зародышей. Расстояние между новыми возникающими зародышами и их число зависят от концентрации раствора, с уменьшением которой расстояния и число зародышей возрастают.
График зависимости Я от Тс ( рис. 6.24) свидетельствует о значительной разнице в кинетике ( и, в частности, в показателе Ав-рами п) в зависимости от того, меньше или больше Ts 45 С. Для TS 35 C п практически не зависит от Тс и близко к единице. Эти результаты также подтверждают сделанный ранее вывод о том, что спорадически возникающие зародыши имеют сложный характер, и это приводит к одновременному участию в росте большой поверхности. Гетерогенные зародыши более регулярны.
Схема поясняющая образование. 1 фазовых контактов между частицами при пересыщениях и переохлаждениях системы.| Строение затвердевшего стального слитка.
Металлы и сплавы представляют собой кристаллизационные структуры дисперсных систем, формирующиеся в процессе образования новых фаз в результате переохлаждения и пересыщения расплавов. В твердом состоянии все металлы и спла-ны имеют кристаллическое строение. Переход из жидкого расплава в твердое состояние при охлаждении начинается с возникновения зародышей: атомы металле, ориентируются определенным образом в пространстве, образуя кристаллическую решетку зародыша. В сплавах компоненты могут сокрис-таллизоваться, а химические соединения между ними образуют свою кристаллическую решетку. В качестве центров кристаллизации могут выступать не только возникающие зародыши из самого металла, но и мельчайшие шлаковые и неметаллические включения. Рост числа и размеров кристалликов приводит к их срастанию и образованию поликристаллической структуры. Так как процесс кристаллизации развивается одновременно из многих центров, то, естественно, стесненные условия, неравномерность распределения температуры, изменение состава системы при кристаллизации и другие факторы вызывают неравномерный рост кристалликов ( зерен) и их хаотическую ориентацию относительно друг друга.
IS. Схема, поясняющая образование фазовых контактов при пересыщениях и переохлаждениях системы.| Схема строения затвердевшего стального слитка. В твердом состоянии все металлы и сплавы имеют кристаллическое строение. Переход из жидкого расплава в твердое состояние при охлаждении начинается с возникновения зародышей: атомы металла ориентируются определенным образом в пространстве, образуя кристаллическую решетку зародыша. В сплавах компоненты могут откристаллизоваться, а химические соединения между ними образуют свою кристаллическую решетку. В качестве центров кристаллизации могут выступать не только возникающие зародыши из самого металла, но и мельчайшие шлаковые и неметаллические включения. Рост числа и размеров кристалликов приводит к их срастанию и образованию поликристаллической структуры.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11