Гомогенное образование - зародыш
Cтраница 4
Эта зависимость отличается от выражения для работы гомогенного зародышеобразования наличием множителя со скобками. Наличие этого множителя приводит к тому, что энергетический барьер образования зародышей на контактной поверхности оказывается меньше, чем при гомогенном образовании зародышей. Если угол смачивания будет равен, например 60, энергетический барьер составит лишь около / б энергии гомогенного зародышеобразования; если контактный угол равен нулю, системе вообще не приходится преодолевать какой-либо энергетический барьер. [46]
В наиболее простом, значительно идеализированном предположении об одинаковом размере всех получающихся при вторичной нуклеации центров, равном размеру зародышей гомогенной нуклеации, оказывается возможным полагать, что в начальный момент периодической кристаллизации практически мгновенно появляется некоторое число зародышей гомогенной нуклеации, а затем число возникающих вторичных центров кристаллизации такого же размера можно принять пропорциональным общему числу имеющихся в каждый момент кристаллов. Проведенные оценки [8] возможных видов кривых р ( г, т) позволяют заключить, что вторичная нуклеация растягивает кривую распределения кристаллов по размерам по сравнению со случаем только гомогенного образования зародышей. В некоторых прортых случаях возможен непосредственный анализ периодического процесса без использования уравнения сплошности в пространстве размеров в его явном виде. [47]
 |
Зависимость скорости образования первичных зародышей от температуры. [48] |
Особого внимания заслуживает гетерогенность, обусловленная упорядоченностью полимеров в аморфном состоянии и проявляющаяся во влиянии термич. Такая собственная гетерогенность полимерных расплавов сохраняется при темп - pax, значительно превышающих темп-ру плавления. Экспериментальное определение скорости гомогенного образования зародышей в расплавах полимеров представляет значительные трудности. Первые надежные результаты получены для полиэтилена, полиэтиленоксида и полипропилена с применением метода диспергирования расплава в жидких средах, позволяющего исключить влияние случайных неоднородностей. Этими опытами установлено, что, напр. Менее надежные и неоднозначные результаты получаются обычно при определении скорости образования центров сферолитов с помощью поляризационного микроскопа. Анализ экспериментальных результатов проводится в соответствии с ур-ниями типа ур-ния ( 4) с учетом того, что при умеренных значениях А. А Т, где I равно 1 или 2 в зависимости гл. [49]
Член AGd представляет собой работу диспергирования, не сопровождающуюся изменением агрегатного состояния и химического состава вещества дисперсной фазы. Члены AG - и AG / i в уравнении ( 5) отвечают работе образования дисперсной частицы соответственно при изменении агрегатного состояния и химического состава вещества дисперсной фазы. Эти члены описывают работу гомогенного образования зародышей новой фазы в исходной маточной среде. [50]
Ниже этой метастабильной зоны может происходить гомогенное образование зародышей. Скорость этого процесса достигает максимума, а при дальнейшем понижении температуры снова падает вследствие высокой вязкости расплава. Кривая скорости роста кристаллов также имеет максимум из-за замедления диффузионного процесса, но эта кривая начинается уже при бесконечно малых переохлаждениях. Гомогенное образование зародышей может наступить только в той области температур, где обе кривые перекрываются. При этом контролируемое образование зародышей в стекле достигается путем проведения определенного температурного режима с учетом скорости образования зародышей и скорости их роста как функции температуры. [51]
Гиббса и получившей дальнейшее развитие в трудах Я. И. Френкеля, известно, что большинство процессов, протекающих в реальных системах, совершается по гетерогенной кинетике. Указанное положение применимо в полной мере к процессам пузырькового газовыделения ( дегазация жидкого металла) и к процессам образования центров кристаллизации в затвердевающем расплаве. Другими словами, в обоих перечисленных выше случаях маловероятно гомогенное образование зародышей газовых пузырьков в пересыщенном газом расплаве и зародышей кристаллов в переохлажденном расплаве. [52]
При наличии зарядов, например, свободных ионов в атмосфере пара, давление которого больше давления рт, отвечающего максимуму кривой р ( г), образование зародышей радиуса гт не требует флуктуации: капельки жидкой фазы возникают в результате конденсации на ионах, как ядрах конденсации. Такие капельки растут самопроизвольно во всей области размеров до г - - оо. При р р рт возникают зародыши радиусом г; для дальнейшего их роста нужна флуктуация, в результате которой зародыши вырастают до размеров г2 и, далее, увеличиваются самопроизвольно. Работа флуктуации в этом случае значительно меньше, чем при гомогенном образовании незаряженных зародышей. Способность электрических зарядов облегчать возникновение зародышей новой фазы ( снижать работу их образования) лежит в основе работы таких приборов, как камера Вильсона и пузырьковая камера. В камере Вильсона интенсивная конденсация пара вызывается ионами, которые создает пролетающая частица на своем пути. Траектории полета частиц делаются видимыми ( вследствие рассеяния света), что позволяет обнаружить присутствие элементарных частиц и установить их характер. [53]
Следует отметить, что параметр г на рис. 1 6 до образования на дислокациях выделения пропорционален количеству примесных атомов, продиффундировавших к единице длины дислокации. Рассмотрение кривых, приведенных на рис. 1, приводит к выводу, что при деформационном старении практически отсутствует энергетический барьер зарождения в виде свободной энергии образования зародыша. Отсюда становится понятным протекание процесса деформационного старения в условиях чрезвычайно малого пересыщения твердого раствора, которое дает слишком малую движущую силу для протекания закалочного старения. Расчеты Кана показывают, что та движущая сила, которая дает пренебрежимо малую скорость гомогенного образования зародышей, увеличивает скорость процесса старения в 1078 раз, если местами зарождения служат дислокации. [55]
Первоначально предполагали, что образцы в процессе многократных циклических тепловых воздействий будут разлагаться и потому окажется необходимым для каждого опыта использовать новый образец. В связи с этим опыты по исследованию изотермического образования зародышей первоначально проводили в условиях миграции капель. При этом предполагали, что частота миграций жидких и твердых капель как в поле зрения, так и в обратном направлении постоянна в течение всего опыта. Позже было обнаружено, что суспензия полиэтилена достаточно стабильна в течение нескольких месяцев и не оказывает влияния на результаты гомогенного образования зародышей. В то же время было установлено, что общая скорость миграции изменяется, по крайней мере в течение нескольких часов. [56]
Из уравнения (5.24) следует, что при небольшом изменении температуры ( переохлаждение) расплава / резко изменяется от очень малой до очень большой величины. Значит, когда переохлажденный расплав находится в контакте с твердой поверхностью, должно существовать некоторое критическое переохлаждение, ниже которого происходит быстрое образование зародышей. В связи с этим нерастворимые примеси ( например, частички окислов) влияют на переохлаждение расплавов. Многочисленные исследования показывают, что образование зародышей кристаллов в переохлажденных жидкостях обычно вызывается случайными, нерастворимыми твердыми частичками, а не в результате гомогенного образования зародышей. Если разбить чистый расплав на маленькие капельки наименьшего диаметра, то можно ожидать, что большее число капелек не будет содержать твердых частиц и их затвердевание произойдет при значительно больших переохлаждениях, чем то, которое возможно для большой массы расплава. Это подтверждается многочисленными экспериментами и позволяет считать, что во всех практических случаях частота образования зародышей в переохлажденных расплавах есть функция объема расплава и степени переохлаждения. [57]
При угле 90 работа уже наполовину меньше и падает дальше с уменьшением краевого угла, с тем чтобы при совершенном смачивании совсем исчезнуть. Поскольку пересыщение возможно, лишь если А30, выйти за пределы условий равновесного существования фазы вблизи от такой стенки невозможно. Однако указанные отли-чия проявляются лишь при очень большой кривизне. Поверхность микроскопически видимой частицы следует рассматривать еще как практически плоскую. Наличие таких частиц во всех жидкостях и газах обусловливает те большие трудности, с которыми связано обнаружение явления собственно гомогенного образования зародышей. [58]
Страницы: 1 2 3 4