Зародыш на поверхности твердого тела

Зародыш на поверхности твердого тела 16 ----- образование при конденсации органических жидкостей 18 [c.233]

Если насыщенный пар находится над твердой поверхностью, причем имеется полная смачиваемость поверхности твердого тела данной жидкостью, то можно показать, что работа образования пленки жидкости на этой поверхности равна нулю. Поэтому конденсация начинается на поверхности твердого тела, как только достигается состояние насыщения. Дальнейшая конденсация пара будет происходить на поверхности жидкой пленки. Таким образом, твердая частица или поверхность, покрытая тончайшей пленкой жидкости, будет играть роль капли, размер которой будет больше размера зародыша. Переохлаждения пара при этом наблюдаться не будет. Правда, нельзя сводить всю роль пылинок и коллоидных частиц при конденсации и испарении только к влиянию одних геометрических размеров. Это следует хотя бы из того факта, что конденсация пересыщенного пара начинается, как правило, на частицах, а не на стенках сосуда. Здесь большую роль играет смачиваемость поверхности. Если жидкость лишь частично смачивает поверхность твердого тела, образуя капли с конечным краевым углом, то работа образования капли будет составлять определенную долю работы образования капли в объеме. Однако даже в случае смачиваемой плоской поверхности, как будет показано в дальнейшем, требуется некоторая степень пересыщения пара, для того чтобы пленка оказалась способной к дальнейшему неограниченному росту. [c.36]

Выше рассматривался разрыв жидкости на стабильно существующих газовых зародышах. Возможен также разрыв на поверхностях твердых тел, находящихся в звуковом поле. Это могут быть, например, поверхность источника звука, стенки сосудов или твердые загрязнения, присутствующие в жидкости. При недостаточно хорошей смачиваемости разрыв жидкости в этих случаях облегчен. [c.259]

В предыдущей главе мы познакомились с такими структурными превращениями в твердых телах, которые могут быть и не связаны с химической реакцией. Многие из положений, выдвинутых при рассмотрении таких превращений, применимы и к химическим реакциям в твердой фазе, что отличает реакции, протекающие в твердой фазе, от реакций в жидкой и газовой фазах. Поскольку в твердой фазе реагенты обычно не бывают смешаны в атомном масштабе, скорость процесса здесь зависит не только от скорости самой химической реакции, но также от условий переноса вещества в твердой фазе к месту реакции кроме того, она часто определяется скоростью образования зародышей новой фазы. Протекание химических реакций целиком в пределах твердой фазы не столь типично, как реакции в жидкостях и газах, вследствие ограничения скорости, накладываемого медленной стадией переноса вещества тем не менее такие процессы известны. Реакции между газом и твердым телом типа реак-Ц.ИЙ окисления или образования пленок на поверхности твердого тела также обычно лимитируются процессами переноса внутри твердого тела ниже мы остановимся на этом важном классе превращений. [c.162]

При образовании зародышей паровых пузырьков непосредственно на реальной поверхности твердого тела, обладающей определенной шероховатостью, статически осредненная кривизна поверхностей шероховатости соответствует средним значениям кривизны возникающих устойчивых зародышей паровой фазы, т. е. для сферических зародышей [c.188]

Это объясняется тем, что между работой образования зародыша на плоской поверхности твердого тела и величиной объема зародыша существует зависимость [c.105]

Поверхность такого кластера имеет фрактальную размерность D =3. Поверхность ведет себя как обычное твердое тело, имеющее объемные свойства. Теоретически, любой точки этого твердого тела можно "коснуться" снаружи, поэтому критический зародыш новой фазы представляет собой идеальный пористый объект [6]. Пример идеальной пористой перколяционной системы, смоделированной в [6], показан на рис. 59. [c.83]

Как указывается в работе [17], имеется высокая вероятность образования плоских зародышей растворения твердого тела (моно-атомных углублений) на тех участках поверхности, на которых плотность энергии решетки и химический потенциал больше такими местами прежде всего являются окрестности выхода краевых дислокаций. Поскольку на грани совершенного кристалла образование зародышей растворения носит случайный характер и требует относительно больших затрат энергии, то, если скорость [c.28]

Как указывается в работе [19], имеется высокая вероятность образования плоских зародышей растворения твердого тела (моно-атомных углублений) на тех участках поверхности, на которых плотность энергии решетки и химический потенциал больше такими местами прежде всего являются окрестности выхода краевых дислокаций. Поскольку на грани совершенного кристалла образование зародышей растворения носит случайный характер и требует относительно больших затрат энергии, то, если скорость такого растворения невелика, на грани реального кристалла, растворяющегося с заметной скоростью, образование зародышей должно происходить в местах пересечения дислокаций с поверхностью кристалла, т. е. в очагах локального плавления, где АР = = ст и указанные выше условия проявления механохимического эффекта могут выполняться (по крайней мере, для участков металла в состоянии медленного растворения в не слишком агрессивных электролитах). [c.26]

При кипении пузыри пара образуются (кроме особых случаев) на твердой поверхности. В такой системе (жидкость — газ — твердое тело) разность между термодинамическим потенциалом системы Ф, в которой появился зародыш, и потенциалом системы до образования зародыша Фо выражается следующим образом [c.6]

На первый взгляд это может показаться неожиданным ввиду явной аналогии с разрушением переохлажденных жидкостей типа стекол путем возникновения зародышей в виде поверхностных трещин. Из следующего довода будет видно, что аналогия неточна. В рассмотренном перед этим случае возникновение зародышей происходит путем отрыва жидкости от твердого тела, в то время как образование зародышей в виде трещин поверхности происходит путем разрыва исключительно однородной фазы. Действительно, для жидкости труднее покинуть выступ на поверхности, чем плоский участок, и по той же причине впадину на твердой поверхности легче освободить, так как при этом уменьшается площадь границы их соприкосновения. [c.89]

Из выражения для р р следует, что чем больше давление основной фазы но сравнению с равновесным давлением на плоскости поверхности раздела (т. е. чем более пересыщен пар или чем сильнее перегрета жидкость), тем меньше критический размер зародыша и тем быстрее может произойти переход начальной фазы во вторую. Критический радиус прямо пропорционален коэффициенту поверхностного натяжения (при о = О, = 0). Указанная зависимость объясняет нам, почему мелкие частицы твердого тела (пылинки) при условии, что поверхностное натяжение на границе этих частиц и жидкости меньше, чем на границе жидкости и ее пара, могут служить центрами конденсации. [c.158]

Если же диффузия растворенного вещества в твердом теле не происходит (рис. 54, а), а также предполагается, что диффузия в жидкости полная, то зародыши с содержанием растворенного вещества Хд растут путем прибавления концентрических слоев, которые все более обогащаются растворенным веществом на поверхности раздела (рис. 54, б). При температуре Г жидкость находится в равновесии с твердым телом S. Таким образом, концентрация внутри твердого тела меняется от Xq до X, а ее среднее значение равно X. [c.58]

Независимо от того, образуется ли зародыш графита в пересыщенном аустените или в жидкости вблизи поверхности раздела твердое тело — жидкость, где концентрация углерода наибольшая, во всех случаях частицы графита очень быстро окружаются аустенитом. Таким образом, если не сразу, то, по крайней мере, на очень ранней стадии графит растет за счет перитектического процесса. Кристаллы графита, так же как и аустенит состава Е в контакте с графитом и состава Е в контакте с жидкостью растут за счет жидкости состава С , Градиент концентрации в аустените заставляет углерод непрерывно диффундировать с поверхности аустенитного кристалла по направлению к кристаллу графита, что компенсируется подводом углерода из жидкости. [c.84]

В заключение можно сказать, что размер зерна очень трудно предвидеть, так как он зависит от многочисленных трудно определяемых факторов, таких как скорость образования зародышей, скорость их роста и скорость охлаждения на поверхности раздела твердое тело — жидкость. Остальные факторы химическая неоднородность, гравитационный эффект (осаждение свободных кристаллов), эффект массы (влияние неодинаковой скорости охлаждения различных частей слитка) — еще более осложняют проблему. [c.9]

На рис. 75 видно, что решетка зародышей, отделенных от исходной фазы когерентной или полукогерентной границей, всегда кристаллографически ориентирована определенным образом по отношению к решетке исходной фазы. Отсюда не следует делать обратного вывода, что две фазы с закономерной взаимной ориентацией их решеток обязательно когерентны. Во-первых, решетка некогерентной фазы может обладать закономерной ориентировкой по отношению к решетке исходной фазы, так как вначале зародыш новой фазы имел полукогерентную границу, затем при росте кристалла межфазная граница стала некогерентной, а ориентировка его сохранилась прежней. Во-вторых, если зародыш с самого начала имеет некогерентную границу, то также возможна закономерная ориентировка его решетки по отношению к решетке исходной фазы. Ориентированное превращение подчиняется общей закономерности, сущность которой была наиболее развернуто сформулирована П. Д. Данковым как принцип ориентационного и размерного соответствия Химическое иревращенне на поверхности твердого тела развивается таким образом, чтобы конфигурация атомов исходной твердой фазы сохранялась (или почти сохранялась) и в новой твердой фазе. Возникающая при указанном процессе кристаллическая решетка новой фазы сопрягается с кристаллической решеткой исходной фазы подобными кристаллическими плоскостями, параметры которых отличаются друг от друга минимально . Причина закономерной ориентации [c.133]

Подстановка опытных дангплх дает для толщины диффузионного слоя s величину около 10" см и меньше. Присутствие посторонних адсорбированных веществ на поверхности твердого тела может сильно влиять па скорость. При гетерогенных процессах, сопровождающихся образованием новой фазы (как напр, кристаллизация из пересыщенных растворов), фактором, определяющим течение процесса, является уже не диффузия кинетика подобных процессов зависит от скорости образования зародышей и от быстроты их роста. Чем в большей степени переохлажден пересыщенный раствор, тем б6.яьшую величину приобретает скорость образования зародышей, которая в определенной точке достигает своего максимума н при дальнейшем понижении 1° начинает замедляться. Скорость роста кристаллов измеряется приращением их линейных размеров в единицу времени. [c.87]

В ТО же время существует ряд значительно расходящихся между собой представлений относительно условий, необходимых для возникновения зародышей пузырей на твердой поверхности. Некоторые исследователи [2—4] считают, что возникновение зародышей возможно только в том случае, если поверхностью твердого тела адсор-.бированы мельчайшие количества пара или газа. Якоб [5] полагает, что пузыри могут образовываться только на шероховатых поверхностях или при наличии на поверхности адсорбированного гязя По Ларсону [61. работа отрыва жидкости от твердого тела, даваемая соотношением Дюпре как функция свободных энергий поверхностей раздела фаз и краевого угла [c.82]

В реальных кристаллах образование элементарной ямки происходит на дислокации, поскольку вблизи дислокации понижается энергия удаления атома с поверхности твердого тела-Понижение энергии обусловлено искажениями решетки в зоне дислокации и присутствием примесей (не любых), снижающих поверхностную энергию вблизи выхода дислокации. При травлении все время идет образование зародышей растворения. Они растут, расширяясь вдоль поверхности и углубляясь. Так они достигают видимых под микроскопо.м размеров. Схема образования ямки на поверхности шлифа у дислокации показана на рис. 26, а распределение дислокаций на поверхности монокристалла кремния на рис. 27. [c.56]

В.Н. Бовенко [15] принял, что при механическом воздействии на твердое тело упругая энергия переходит не только в потенциальную энергию атомов (образующихся свободных поверхностей), как это было принято Гриффитсом, но и в энергию автоколебательного движения. Это привело к установлению дискретно - волнового критерия устойчивости структуры - число Бовеи-ко) [15]. Предложенная им автоколебательная модель предразрушения твердого тела базируется па постулате о возникновении областей автовозбуждения активности вещества вблизи дефектов структуры вследствие нарушения однородного состояния исходной активной неустойчивой конденсированной среды. Эти автовозбуждения являются основными носителями когерентных (или макроскопических квантовых) эффектов. Они являются очагами пластической деформации, микро- и макротрещин, зародышами образования новой фазы на различных структурных иерархических уровнях самоорганизации, источниками акустической эмиссии (АЭ), микросейсмов и землетрясений. [c.201]

Исходя из сказанного, механизм канлеобразования на поверхности исследованных твердых тел можно рассматривать, по-види-мому, следующим образом. Возникающие на субмикроскопических дефектах зародыши жидкой фазы образуют пленку, которая, вследствие неполной смачиваемости неустойчива и быстро стягивается в капли. Вокруг капель образуются углубления, т. е. масса капли формируется из материала поверхностного слоя кристалла, в результате чего и образуется углубление (рис. 5). [c.47]

Обсудим теперь возникновение зародышей в клинообразных трещинах. Если стенки трещины хорошо смачиваются, то применимы примерно те же рассуждения, что и для впадин, а теоретические перегревы и давления отрыва окажутся гораздо больше экспериментальных значений. Если стенки несмачиваемы, то жидкость можно оторвать от произвольно малой площади на дне с очень малой затратой работы, но возникающая паровая фаза не сможет расти, пока не разорвана связь на границе жидкости и твердого тела по всей длине трещины. Следовательно, зародыши, если нет существующей заранее паровой фазы, обычно возникают в несма-чиваемых впадинах скорее, чем в трещинах. Это отличие важно, так как большая часть вновь изготовленных металлических поверхностей покрыта главным образом не впадинами, а канавками от строгания или резания при окончательной обработке поверхностей или при изготовлении штампов или литейных форм. С другой стороны, при отливке в землю на окисленных, например подвергшихся эрозии или анодированных, поверхностях или на химически травленных поверхностях, какие получаются при фосфатировании или хромировании, должны образовываться главным образом впадины. [c.93]

Известно, что изотерма для Тэ на равновесной диаграмме состояния отвечает системе, представляющей собой смесь твердых компонентов в расплаве. Это состояние является метастабильным, т.к. характеризуется высокой чувствительностью к флуктуациям температуры. Это обуславливает гибель мелких частиц твердой фазы и выживания более крупных частиц. При охлаждении расплава, содержащего твердые частицы, они служат своеобразными подложками для начала кристаллизации. Это обеспечивает более легкое образование зародышей аморфной фазы на поверхностях раздела жидкость - твердое тело за счет снижения поверхностного натяжения. Проведенные комплексные экспериментальные исследования и термодинамические расчеты стабильных и метастабильных равновесий в системах Ti-Ni Zr-Ni Ti- u Zr- u позволили установить взаимосвязь между образованием плотноупакован-ных интерметаллических соединений, эвтектическими фазовыми диаграммами и склонностью к формированию объемного аморфного состояния. Обнаружен нелинейный эффект зависимости критической толщины объемно-аморфизирующихся сплавов от концентрации компонентов. При рассмотрении квазибинарных диаграмм состояния, компонентами которых являются интерметаллические соединения, оказалось, что эффекту нелинейной объемной аморфизации соответствуют эвтектические точки квазибинарных разрезов системы интерметаллид-интерметаллид Типичная обобщенная диаграмма состояния объемно-аморфизирующихся сплавов эвтектических систем типа интерметаллид- [c.139]

Закономерности адсорбционного понижения прочности бы.ли изложены И, А. Ребиндером в его докладе на VI Всесоюзном съезде физиков (1928). Эти явления наблюдаются не только на хрупких кристаллах, но и на весьма пластичных металлических монокристал.лах, где они могут выражаться в зависимости от механических условий нагружения (скорости деформации) или в повышении скорости пластического течения и нонижепия предела текучести, или в уменьшении прочности с возникновением хрупкого разрыва. Адсорбционное понижение прочности возникает и в поликристал-лических твердых телах и стек.лах, носит вполне обратимый, чисто адсорбционный характер и не связано с процессом растворения или химического (коррозионного) взаимодействия с окружающей средой. Оно вызвано понижением поверхностной энергии (работы образования) новых поверхностей, развивающи.хся в деформируемом твердо. теле по дефектам структуры в качестве зародышей под влиянием адсорбции из внешней среды. Адсорбционное понижение прочности имеет кинетическую природу, так как для его [c.21]

Адсорбционное действие понизителей твердости обнаруживалось также и по возникновению в процессе разрушения отсутствовавшей обычно фракции весьма мелких частиц это свидетельствует о раскрытии значительно большего числа зародышевых дефектов — микротрещин на единицу объема разрушаемого тела вследствие понижения работы образования их поверхности. Такое явление особенно ярко выражено в процессах тонкого измельчения — диспергирования твердых тел. Известно, что по мере повышения дисперсности и образования все более и более мелких частиц работа измельчения возрастает даже при расчете на единицу вновь образуемой поверхности. Это связано не только с масштабным фактором, т. е. с повышением прочности частиц малых размеров из-за меньшей вероятности встречи в них опасных дефектов — зародышей разрушения, но, возможно, и с упрочнением поверхностного слоя частиц вследствие пластического деформирования (образования упрочнен- [c.14]

Критический размер зародыша пропорционален коэффициенту поверхност-[ого натяжения [согласно (2.50) при а = О = 0]. Указанная зависимость объ-[сняет, почему мелкие частицы твердого тела (пылинки) при условии, что поверх-юстное натяжение на границе этих частиц и жидкости меньше, чем на границе кидкости и ее пара, могут служить центрами конденсации. [c.91]

Если атом расположен на выпуклой поверхности раздела, а твердое тело представляет сферу с радиусом г, то число его ближайших соседей уменьшается с уменьшением значения г. Ниже определепного радиуса зародыш становится не устойчивым и растворяется. [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...