Развитие - кристалл
Cтраница 4
Кристаллы образуются вокруг центров кристаллизации. Такими центрами являются группы элементарных кристаллических решеток, мельчайшие шлаковые и неметаллические включения. Развитие кристалла связано с образованием новых кристаллических решеток вокруг уже образовавшихся центров и протекает неодинаково в разных направлениях. [46]
Медленное охлаждение наиболее благоприятствует развитию кристаллов, что имеет существенное значение для гидравлических свойств портландцементов. [47]
Большинство изменении, которые происходят с кремнеземом в природе, вызываются взаимодействием с водой. Основной характеристикой системы кремнезем - вода является тенденция этого окисла образовывать коллоидные растворы или гидратированные массы. Предполагают, что при образовании кварцевых жил осаждение геля кремнезема иногда предшествует развитию кристаллов кварца. При образовании опала кремнезем вначале выделяется в виде мягкой гелеобразной массы, которая постепенно твердеет и начинает проявлять свойственную ей диффракцпю света, выражающуюся в блестящих оттенках, которые характерны, например, для австралийского огненного опала. [48]
 |
Кристалл оловянного камня. [49] |
Закон постоянства гранных углов. При кристаллизации образующийся кристалл принимает определенную геометрическую форму, Характерную для каждого вещества. Все кристаллические формы подчиняются закону постоянства гранных углов: как бы неравномерно ни происходило развитие кристалла, как бы ни была искажена его форма, углы, под которыми сходятся грани кристалла, всегда остаются для данного вещества одни и те же. [50]
Раствор заливается так, чтобы он не доходил до входной трубки. Так как при его заливке на входной трубке остается пленка раствора, которая, высыхая, дает паразитические кристаллы, то после заливки входную трубку протирают мокрым жгутом из фильтровальной бумаги. Работа с кюветой аналогична действиям, описанным в § 3.2. С использованием этой методики можно наблюдать развитие кристалла во времени со всеми его особенностями при разных пересыщениях и температурах. По спонтанному образованию кристаллов в кювете оценивают предельные пересыщения, которые выдерживает данный раствор. [51]
Однако в современной технике большое значение приобрел искусственный графит, который отличается от природного чистотой и однородностью. Его получают сильным накаливанием в электропечах смеси мелкозернистого кокса или угля со смолой и с небольшим количеством диоксида кремния. При этом происходит развитие кристаллов графита, имевшихся в зародышевом состоянии в аморфном угле или коксе. Кремний же, восстанавливающийся углеродом из диоксида, играет роль своеобразного катализатора, образуя с углем карбид кремния, который, в свою очередь, разлагается на кремний и графит. Графит выкристаллизовывается также при охлаждении растворов углерода в некоторых металлах, например железе. [52]
Складывание обычно ограничивает толщину кристалла в направлении оси с от 75 до 150 А при кристаллизации из раствора и от 100 до 500 А при кристаллизации из расплава. Точное значение толщины кристалла определяется температурой кристаллизации. При малом переохлаждении размеры вдоль осей а и & практически не ограничены, и при таких условиях могут образовываться довольно совершенные ламели. При большом переохлаждении дендритный и сферо-литный рост вносит ограничение в развитие кристалла в этом направлении. Манделькерн, Прайс, Гопэлан и Фэтоу ( 1966) вырастили ламели толщиной 2000 А в направлении оси цепи. Вундерлих и Аракава ( 1964, 1967) при гидростатическом давлении вырастили даже большие кристаллы, толщиной до 100 000 А, которые были образованы почти полностью вытянутыми макромолекулами. Кроме размеров кристаллов при переходе от образца к образцу изменяется также и их совершенство. [53]
Например, пористость, связанная с образованием оолитов, и пористость, обусловленная исчезновением их, после которых остаются пустоты. Кроме того, встречается также межзеренная пористость, свойственная особенно доломитизированным известнякам. Небольшие частички доломита, представляющие собой, по-видимому, отдельные кристаллы, не всегда образуют плотную породу. При развитии кристаллов между ними остаются небольшие пустоты, которые могут постепенно переходить в более крупные. [54]
Экспериментальное исследование кинетики катодного выделения металлов представляет собой сложную задачу, что связано с некоторыми специфическими особенностями этого процесса. В ходе электролиза поверхность катода не постоянна, а непрерывно изменяется вследствие осаждения металла. Характер роста осадка существенно зависит от природы металла и условий электролиза. Для некоторых металлов, например серебра и таллия, типично образование нитеобразных кристаллов и древовидных ответвлений, так называемых усов и дендритов. При наблюдении за развитием отдельного нитеобразного кристалла можно обнаружить изменение его сечения, если меняется приложенный ток. [55]
Экспериментальное исследование кинетики катодного выделения металлов представляет собой сложную задачу, что связано с некоторыми специфическими особенностями этого процесса. В ходе электролиза поверхность катода не постоянна, а непрерывно изменяется вследствие осаждения металла. Характер роста осадка существенно зависит от природы металла и условий электролиза. Для некоторых металлов, например серебра и таллия, типично образование нитеобразных кристаллов и древовидных ответвлений, так называемых усов и дендритов. При наблюдении за развитием отдельного нитеобразного кристалла можно обнаружить изменение его сечения, если меняется приложенный ток. Поверхность, на которой происходит осаждение, как бы приспосабливается к силе тока таким образом, чтобы плотность тока, а следовательно, и линейная скорость роста кристалла сохранялись приблизительно одними и теми же. Металл осаждается в этом случае не на всей поверхности, а лишь на склоне пакета, который, таким образом, представляет собой действительный фронт роста кристалла. При исследовании условий образования осадка на монокристалле серебра было установлено, что устойчивый рост кристалла совершается по одной или нескольким спиралям. На рис. 81 дана типичная микрокартина спирального роста серебра. [56]
В начальной стадии, когда формируется грань кристалла, рост кристалла происходит в направлении, нормальном к оси с. Винтовая дислокация должна проявляться в том, что новые конденсирующиеся молекулы будут располагаться таким образом, что концы углеводородной цепи будут находиться немного выше концов ранее зафиксированных молекул. При этом величина вертикального смещения должна быть равна 2 50 А или числу, кратному этой величине, так как в этих случаях сохраняется геометрическая упаковка метиленовых групп. Затем продолжается ступенчатый рост и образуется пирамидальная структура. Спиральный рост верхней части кристалла должен закончиться ступенчато, как это имеет место в начальной стадии развития кристалла. [57]
При таких превращениях адсорбционных систем наблюдаются некоторые переходные фазы, играющие определенную роль в химии глин. В этих фазах кристаллический рост может происходить только в одном или двух направлениях, по которым образуются микро - или макроскопические кристаллиты, в то время как по другим направлениям система остается коллоидно-дисперсной. Таким образом могут образоваться одномерные коллоиды с типичными физико-химическими свойствами, принадлежащие частично к области коллоидной химии, а частично к области кристаллографии. Уже в 1918 г. Марцелин21 получил мелкие, чрезвычайно тонкие чешуйки слюды. Мономолекулярный слой в этих кристаллах в направлении его поверхности может быть даже макроскопических размеров. Для таких продуктов существенно, что трехмерный рост их кристаллов затруднен, например, высокой вязкостью среды, в которой они растут. Поэтому такие аномалии развития кристаллов часто наблюдаются при зарухании вязких расплавов стекла или при разделении компонентов в густых коллоидных гелях. Материалы, состоящие преимущественно из таблитчатых или игольчатых частиц, могут, таким образом, оставаться истинными коллоидами в одном или двух направлениях. Они отчетливо двупреломляют, что прежде принималось за явление внутреннего натяжения, тогда как, согласно Ларсену, двупреломление объясняется их кристаллической структурой. [58]
Чтобы получить бездислокационные монокристаллы германия и кремния на установках вытягивания с правильно подобранными температурными полями ( соответствующими динамическому режиму вытягивания), следует учитывать факторы, характеризу-щие процесс затравления и начальную стадию роста, а именно: кристаллографическую ориентацию затравки по отношению к оси роста, плотность дислокаций в затравке, условия затравления и условия роста непосредственно после затравления. Для обеспечения оптимальных условий принимаются следующие практические меры. Затравка должна быть точно ориентирована ( 1) и иметь небольшое поперечное сечение. Следы механической обработки затравки должны быть устранены глубоким химическим травлением. Перед затравлением затравка должна выдерживаться вблизи зеркала расплава, чтобы при ее введении в расплав не происходил термический удар. Время выдержки затравки в контакте с расплавом должно быть достаточным, чтобы произошло оплавление затравки и установилось равновесие границы раздела. Чтобы вывести из кристалла дислокации, проросшие из затравки, развитие кристалла осуществляют следующим образом. [59]
Несмотря на то, что механизм образования сферолитов полностью еще не раскрыт, уже сейчас можно утверждать, что у сех веществ, образующих сферолиты, имеются общие характерные черты. Большинство, если не все, образующие сферолиты поликристаллические агрегаты состоят из кристаллитов, которые анизотропны или асимметричны по форме. Ламеллярные кристаллиты гомополимеров явно попадают под эту классификацию. Жидкие кристаллы холестерического типа также асимметричны и образуют сферолиты, как, например, структурно асимметричные а-спирали поли-у-бензил - / - - глутамата. В последнем случае сферолиты наблюдаются даже при кристаллизации из разбавленных растворов. Углерод ( в модификации графита) имеет листоподобную или слоистую структуру; в этой системе также наблюдаются сферолиты. В расплаве низкомолекулярных органических веществ сферолиты возникают при добавлении небольшого количества примесей. Эти примеси концентрируются на определенных гранях кристалла, замедляя их рост и вызывая развитие кристалла асимметричной формы. Сферолиты низкомолекулярных неорганических солей образуются в результате метатеза при возможности диффузии разбавленного раствора одного компонента в разбавленный раствор другого компонента, взвешенного в виде вязкого геля. Конвекция в этом геле исключена и рост определенной грани замедляется из-за ограниченного поступления необходимых ионов на ее поверхность. [60]
Страницы: 1 2 3 4