Быстрый рост - кристалл
Cтраница 3
При этом, если скорость роста увеличивается до значения / т дл / Ь, то коэффициент K3i приближается к единице, показывая тем самым, что обогащение или обеднение торца ступени примесью за счет поверхностной диффузии при ] быстром росте кристаллов невозможно. При / т qA / b РА Р Т / & коэффициент K3J совпадает со значением КА, если адсорбционный слой торца ступени находится в равновесии с раствором в любой момент кристаллизации. [31]
Из вышеприведенного рассуждения очевидно, что при температуре пластической операции стекла, вероятно, находятся в таком состоянии, при котором образование зародышей и рост кристаллов, хотя и малы, но тем не менее достигают максимальной степени, так что должны быть приняты меры для предотвращения расстекловывания. Это особенно важно для тех случаев, когда необходимо вновь нагреть до пластического состояния однажды охлагк-денное стекло, ибо во время первого охлаждения стекло проходит стадию быстрого образования зародышей, и при новом нагреве создается опасность, что будет достигнута область быстрого роста кристаллов, причем образовавшиеся зародыши ( в других случаях безвредные) разовьются и создадут значительное расстекловывание. [32]
При кристаллизации макромолекул возникают дополнительные сложности. Морфология кристаллов указывает на существование двух основных направлений их роста: первое в направлении оси цепи макромолекулы и второе - перпендикулярно этой оси. Быстрый рост кристалла происходит обычно в направлении, близком к перпендикулярному оси цепи. Перегибы цепей и их концы образуют специфическую поверхность для дальнейшего роста кристалла в направлении оси молекулы. [33]
 |
Ряд последовательных состояний нарастающей ступенчатой грани. [34] |
Возможность повторного перехода данной молекулы примеси, блокированной на торце, в материнскую фазу уменьшается с увеличением числа молекул кристаллизанта, присоединенных к излому позднее этой молекулы. Поэтому примесь, удаленная от излома, теряет с ним связь. При быстром росте кристалла связь теряется до установления квазиравновесия между средой и участком приторцевой цепи, примыкающим к излому. Цепь I, находясь в слое Панета, обменивается примесью со слоем Фольмера и глубинными участками кристалла. Затем участок поверхности, где находится цепь I, покрывается новым монослоем кристаллизанта и тем самым переводится в первый глубинный слой / 1 кристалла ( рис. 4.11, в), где сорбционные свойства кристаллизанта иные. В этот момент цепь I перемещается в более глубокие слои кристалла и теряет связь с раствором. Чтобы выявить зависимость коэффициента К3 - от условий кристаллизации, следует рассмотреть процессы на отдельной достаточно протяженной террасе, ограниченной параллельными прямолинейными ступенями с молекулярно-гладкими торцами. [35]
Особо следует остановиться на переходе от первой стадии ко второй. При наличии индукционного периода он выражается в резком увеличении скорости кристаллизации от нуля до максимума. Этот переход связан с началом быстрого роста кристаллов. Суть его пока еще Н совсем ясна. Она может быть понята лишь при уставов лении црироды индукционных периодов. C f ( t) связан с рос том очень маленьких кристаллов. [36]
В процессе роста кристаллов в контакт с растущей поверхностью могут вступать любые ионы, находящиеся в растворе. При условиях, способствующих медленному росту кристаллов, посторонние ионы имеют достаточно времени, чтобы диффундировать обратно в раствор; в этом случае процесс образования кристалла можно описать при помощи приведенной выше идеальной модели. С другой стороны, при быстром росте кристаллов многие посторонние ионы оказываются запертыми внутри растущего кристалла. Такой процесс называют окклюзией. Их присутствие не только снижает чистоту осадка, но приводит также к нарушению кристаллической поверхности, что вызывает неправильный и неравномерный рост кристаллов. Если посторонние ионы образуют прочные связи с ионами, входящими в состав осадка, то степень загрязнения увеличивается. В случае, когда размеры посторонних ионов и ионов, образующих основную кристаллическую решетку, сопоставимы ( 10 %), посторонние ионы участвуют в образовании правильной кристаллической решетки. Образуются так называемые твердые растворы; в этом случае очистить осадок от примесей чрезвычайно трудно. [37]
В сталях и других сплавах при мартенситном превращении когерентность частично нарушается из-за появления дислокаций на границе раздела фаз. Если эти дислокации могут скользить вместе с границей, то мартенситный кристалл растет так же быстро, как и в случае полностью когерентной границы. Если же с продвижением фронта превращения дислокации способны двигаться только переползанием, то быстрый рост кристалла по мартенситному механизму может прекратиться, а дальнейшее его подрастание, возможное только диффузионным путем, при низких температурах практически не наблюдается. [38]
Большая часть химических реакций протекает в гомогенных условиях, обычно в жидкой фазе. К таким процессам относятся созревание осадков, адсорбционные явления, ионный обмен и хромато-графические методы разделения, а также капельные пробы на фильтровальной бумаге. Быстрый рост кристаллов в процессе осаждения может привести к возникновению большого числа дефектов кристаллической решетки; это облегчает захват тех примесей, которые не могли бы поместиться в нормальной кристаллической структуре. Выпадение объемистого осадка с большим отношением поверхности к объему также часто создает условия для захвата других веществ. В обоих случаях осадки со временем приобретают более упорядоченные структуры, что часто приводит к заметной их очистке. [39]
 |
Схема кристаллической структуры слитка спокойной стали после травления шлифованной поверхности. [40] |
При температуре, близкой к точке плавления, в жидких металлах создаются комплексы атомов, сходно расположенных со структурой кристаллов. В переохлажденном металле эти комплексы ближнего порядка могут быть кристаллическими зародышами. При соприкосновении жидкой стали с холодными стенками изложницы создается местное переохлаждение и в многочисленных центрах на основе комплексов ближнего порядка создаются кристаллические зародыши, растут кристаллы. Благодаря интенсивному охлаждению, быстрому росту кристаллов создается тонкий поверхностный слой мелких равноосных кристаллов. [41]
Штрауманисом [361] были выращены монокристаллы селена в виде длинных игл с осью молекулярной спирали, параллельной оси иглы, при давлении паров 0 01 - 0 11 мм рт - ст., достигаемом испарением селена при 180 - 230 С - Температура плавления тригональных кристаллов селена 220 5 С - Наиболее совершенные кристаллы были выращены при температуре паров лишь немного выше указанной. Торцевые грани игл, вместо ожидаемых ( 001), были исключительно ( 1.11.) ( см. разд. При более низких температурах большинство игл являются полыми. Образование иглообразных кристаллов с полыми концами обусловлено быстрым ростом кристаллов вдоль спирали, который препятствует диффузии молекул селена на большое расстояние по поверхности ( 111), а также образованием ограниченного числа зародышей из новых молекул на боковых поверхностях. [42]
 |
Область взаимной кристаллизации. [43] |
При сварке природным газом возникают центры кристаллизации зародыши на стенке шва, что является отличительным признаком нового способа. Центрами кристаллизации при сварке природным газом благодаря невысокой температуре факела пламени служат оставшиеся нерасплавленными твердые участки основного металла. Между этими твердыми участками образуются формы для жидкого металла, полученного от расплавления присадочного и частично кромок разделки шва. Некоторые нерасплавившиеся твердые выступы на стенках шва ( рис. 70), а также отплавленные твердые частицы основного металла ( рис. 71) способствуют быстрому росту кристаллов. [44]
Другой особенностью этого процесса является существенная неоднородность концентрации кристаллизанта в растворе. Необходимо учитывать, что поверхность ионного кристалла оказывает определенное воздействие на близко лежащие слои раствора, причем сила их связи может быть весьма существенной. Эти слои в результате становятся менее подвижными, а диффузионные потоки, направленные на выравнивание концентрации кристаллизанта в растворе, в этих слоях тормозятся. Поэтому процесс быстрого роста кристаллов при массовой кристаллизации протекает, как правило, во внешне диффузионной области. Для уменьшения влияния этого фактора процесс массовой кристаллизации вещества необходимо вести при интенсивном перемешивании раствора. [45]
Страницы: 1 2 3 4