Зародышеобразование скорость

Зародышеобразование и рост оксида иногда могут быть лимитирующими скорость коррозии металла на более поздних стадиях реакции окисления. Такое явление может иметь место при образовании оксидных пленок, которые не имеют заметных защитных свойств, ли когда скорость окисления лимитируется процессами на поверхности раздела металл — оксид. [c.47]

Следует иметь в виду, что в сечении Xq скорость образо вания зародышей J (j q) = О, в конечном же сечении с ко ординатой X масса возникающей капельки т х, х) = О Местная скорость зародышеобразования Y (х ) и площадь / (д ) не зависят от координаты последующего сечения F х) таким образом, [c.148]

Скорость зародышеобразования является функцией ДУ проходит через максимум. [c.71]

Заготовки 450 Законы действия масс 317 квадратного корня 65 постоянства объема 449 Зародышеобразование 61, 68 Затвердевание 61 Звук, скорость 188 Звуковые волны 18/ [c.476]

Исходя из уравнений (7) или (9), можно ожидать, что скорость зародышеобразования I будет изменяться так, как показано на фиг. 3, т. е. в какой-то момент очень быстро возрастая от ничтожно- [c.159]

Таким образом, в первом приближении выражение для скорости зародышеобразования можно записать в следуюш,ем виде [c.240]

Зародыши, образуюш иеся на межзеренных границах, вовсе не обязательно возникают равномерно по всей поверхности межзеренных границ (т. е в местах соединения двух зерен), так как, вероятно, энергия образования зародыша критического размера еще меньше на ребрах и на вершинах зерен (т. е. в местах стыка 3 или 4 зерен). Однако эти места с наинизшей критической свободной энергией образования зародышей не обязательно оказывают наибольшее влияние на общую скорость зародышеобразования, поскольку общее число атомов, которые могут участвовать в процессе образования зародышей, уменьшается с уменьшением мерности мест зарождения. Таким образом, при рассмотрении образования зародышей на поверхности межзеренных границ множитель iVp в уравнении (4), вероятно, следует заменить на N b— число атомов на единицу объема межзеренных границ. [c.242]

Законы термодинамики второй 11 — 13, 38 первый 9, 10 Зародышеобразование 155 скорость 159, 160 классическая теория 228 Зародыши кристаллов 155—162, 227—230, 415, 416, 452, 453 [c.477]

Совершенно другая картина наблюдается в аморфной среде, где большими значениями обладают как скорость роста кристалла и, так и частота зародышеобразования J. Действительно, при низких температурах величины J, и возрастают с нагревом пленки, так что вьщеление тепла кристаллизации способствует ее течению. Поэтому с ростом пленки может наступить такая ситуация, когда тепло кристаллизации не успевает отводиться в окружающую среду, и возникает тепловая неустойчивость, обеспечивающая спонтанный переход в режим взрывной кристаллизации [188]. Примеры такого перехода дают процессы кристаллизации в слоях аморфного льда и некоторых органических веществ [182, 184], а также в аморфных ультрадисперсных порошках германия с вкраплениями кристаллической фазы [184, 185]. Исследованию механизма взрывной [c.206]

Простейшие оценки фактора В. Методически полезно сделать совсем простую, но заведомо грубую оценку частоты зародышеобразования по формулам (2.30), (2.31), где 1 к и 1 считаются известными функциями состояния жидкости. При вычислении фактора В полагаем % = == = 1, йк — к , где скорость перехода критических пузырьков в следующий класс представлена произведением поверхности критического пузырька на частоту переходов молекул в нар д, отнесенную к единице плоской поверхности. Величина д одного порядка с частотой обратного процесса конденсации пара а или со средним числом столкновений молекул идеального газа со стенкой единичной поверхности, [c.57]

Нас будут интересовать те работы по наблюдению разрыва жидкостей, в которых авторы стремились приблизиться к чистым условиям и получить сведения о максимально достижимых напряжениях (—р). Как уже отмечалось в предыдущем параграфе, при температурах ниже —0,9 Гк гомогенное зародышеобразование пойдет с заметной скоростью только при растяжении жидкости (р < < 0). Таким образом, широкая температурная область от точки кристаллизации (т = 0,24 для н-пентана, т = = 0,42 для воды) до т 0,9 принадлежит в этом смысле к отрицательным давлениям. Здесь нужны специфические методы исследования максимальных перегревов используется различие в коэффициентах термического расширения, сжимаемости жидкости и стекла, центрифугирование, создание инерционных нагрузок. Например, стеклянная трубка с жидкостью запаивается так, чтобы в ней оставался лишь маленький пузырек воздуха и паров. Затем небольшим нагреванием трубки добиваются растворения пузырька. Теперь жидкость полностью заполняет объем, смачивает всю внутреннюю поверхность трубки. При постепенном понижении температуры возникают растягивающие напряжения в системе. Они увеличиваются и, наконец, происходит разрыв жидкости, который сопровождается резким щелчком. Образуется один или несколько пузырьков. Давление в момент разрыва можно оценить по объему выделившихся пузырьков или по изменению объема всей трубки. Предполагаются известными сжимаемость жидкости и стекла. Мейер [97] приваривал к трубке спираль из стеклянного капилляра. На конце капилляра было зеркальце. Это устройство служило манометром. В другой серии опытов прибор помещался в дилатометр для определения изменений объема растянутой жидкости. Мейер обнаружил линейную зависимость объема от давления для воды и спирта между +7 и —26 атм, для эфира между +7 и —17 атм. Он отметил, что пузырек возникает в местах соприкосновения жидко- [c.96]

Безразмерный комплекс К в (4.11) характеризует распределение подводимого тепла на перегрев жидкости и на развитие готовых центров паровой фазы. Необходимая для создания ударного режима мощность зависит в первую очередь от количества в системе готовых центров и от скорости испарения. Если рост пузырька сдерживается инерцией окружающей жидкости (случай Релея), то А = 1, а если скорость роста ограничивается подводом тепла, то к 1/2. Критерий ударного режима (4.11) имеет вид сильного неравенства и с запасом определяет мощность q,,. Предполагается, что температура Т достигается при малом парообразовании в системе. Но это условие не является обязательным для проявления флуктуационного зародышеобразования. При давлениях, не слишком близких к критическому, пузырек растет в перегретой жидкости достаточно быстро, так что выполняется неравенство [c.111]

Характеристика метода. Прежде всего интересуемся возможностью использования ударного режима вскипания для получения информации о кинетике спонтанного зародышеобразования в жидкости. Нужно не только найти подходящий способ быстрого нагрева небольшого объема жидкости при постоянном давлении, но и обеспечить измерение во времени температуры вскипающей жидкости. Удачным оказался метод нагрева тонкой платиновой проволочки импульсами тока. Проволочка является одновременно инжектором тепла и датчиком температуры. Как видно из табл. 20, необходимая скорость разогрева проволочки, погруженной в исследуемую жидкость, меняется в широких пределах. При небольших давлениях она достигает сотен градусов за миллисекунду. Быстрый рост температуры не должен мешать выявлению температурного возмущения, проволочки (т ), которое произойдет [c.113]

Как уже отмечалось, температура начала бурного вскипания Т слабо зависит от скорости разогрева пристеночного слоя жидкости. В первом приближении этой зависимостью можно пренебрегать. Однако существование небольшого сдвига температуры Т, соответствующей заданной величине возмущения т], позволяет в принципе получить дополнительную информацию о кинетике спонтанного зародышеобразования. Павлов [115] проанализировал две модели теплового влияния пузырька на проволочку. В модели, когда пузырек заменяется точечным стоком тепла (модель ТС), оказывается [c.123]

Ударный режим вскипания органических жидкостей наблюдается при т 1 мсек, т. е. при Т 10 град-сек . Отсюда для Од получаем 10 —10 смГ . Достаточные для интенсивного флуктуационного зародышеобразования воды скорости разогрева 7 значительно выше, чем для органических жидкостей, а именно /" б.Ю град-сек . Это соответствует эффективной плотности готовых центров порядка 10 см . [c.198]

Изменение скорости зародышеобразования во времени определяется соотношением [c.56]

Следовательно, в данном случае f(t) = exp(—kt). Выражение (6), описывающее идеализированный процесс, справедливо в случае, когда скорость зародышеобразования кристаллитов фазы АВ достаточно велика. [c.36]

Величина 1пы, как видно из (1.75), сильно зависит от выражения, стоящего в показателе степени экспоненты, и при переохлаждениях 0,2 Ге наблюдается быстрое возрастание скорости образования зародышей. Если увеличивать переохлаждение, начиная от нуля, что соответствует охлаждению расплава от температуры равновесного превращения Ге, то скорость образования зародыша сначала будет возрастать от нуля до максимума, соответствующего определенному значению переохлаждения, а затем, в основном из-за уменьшения коэффициента диффузии, начнет падать, стремясь к нулю. На рис. 1.58 для сравнения приведены кривые, характеризующие зависимость скорости зародышеобразования от переохлаждения для металла и для вязких веществ типа органических или оксидных. Видно, что для металлических жидкостей существует максимальное переохлаждение 0,2Ге- [c.97]

Скорость гетерогенного зародышеобразования может быть определена по аналогии с гомогенным зарождением и характеризуется величиной [c.99]

Уравнения (4-33) — (4-37) имеет смысл привлекать к расчету процесса, начиная от тех сечений канала, в которых возникает интенсивное образование устойчивых зародышей, сопровождающееся заметным выпадением конденсата, и кончая местом, где завершается скачок конденсации и система жидкость—пар переходит в термодинамически равновесное состояние. С момента восстановления термодинамического равновесия в потоке перестают быть действительными уравнения (4-36), (4-36 ), а также выражения для определения скорости зародышеобразования, относящиеся к явлениям, происходящим в перенасыщенном паре. Уравнения же (4-33) — (4-35) без дополнительных связей, характеризующих междуфазовый обмен массой, не образуют замкнутой системы. В условиях фазового равновесия и совпадения скоростей паровой и конденсированной составляющих потока можно парожидкостную среду рассматривать как единую систему. Процесс изоэн-тропийного течения такой термодинамически равновесной системы полностью описывается приведенными в 3-3 уравнениями (3-7) — (3-9), к которым следует присоединить уравнение кривой упругости Т = f (р). Заметим, что система уравнений (3-7) — (3-9) свободна от такого допущения, заложенного в основу вывода зависимости (4-33) — (4-35), как отождествление свойств пара и идеального газа. [c.155]

В большинстве реальных ситуаций распад М. е. происходит до достижения заметной скорости гомогенного зародышеобразования, к к-рому относится теория. Начало фазового перехода облегчается влиянием стенок и присутствием в объёме системы разл. включений, существенно снижающих работу образования жизнеспособных зародышей устойчивой фазы. В этом случав говорят о гетерогенном зародышеобразован и и. Специально поставленные опыты с перегретыми и переохлаждёнными жидкостями приводят к результатам, к-рые согласуются с предсказаниями теории флуктуац, (гомогенного) заро-дышеобразования. В опытах альтернативой медленному изменению состояния в чистой системе служит режим быстрого создания такого пересыщения, при к-ром осп. доля фазового перехода обусловлена массой флуктуац. зародышей, а вклад гетерогенного зародышеобразования незначителен. [c.122]

К плазмохимическому синтезу достаточно близко примыкает газофазный синтез с использованием лазерного нагрева реа-гарующей газовой смеси [57—61]. Лазерный нагрев обеспечивает контролируемое гомогенное зародышеобразование и исключает возможность загрязнения. Размер нанокристаллических частиц уменьшается с ростом интенсивности (мощности, отнесенной к единице площади) лазерного излучения благодаря повышению температуры и скорости нагрева газов-реагентов. Авторы [58] получили этим методом из газовой смеси силана SiH4 и аммиака NH3 нитрид кремния Si,N4 с размером частиц 10—20 им. [c.25]

Процесс зародышеобразования на подложке характеризуется размером критического зародыша, который зависит от степени пересыщения, температуры и скорости конденсации, скорости поверхностной диффузии на подложке, взаимодействия атомов с кpи taйЛйчe кoй ре- [c.132]

Структура ближнего порядка жидкого состояния может влиять на склонность к зародышеобразованию и скорость роста кристаллов. Путем модифицирования, вероятно, возможно регулировать структуру ближнего порядка в желательном направлении. Однако экспериментальных данных по этому вопросу нет. При разработке сталей новых марок, когда возникают трудности выбора технологических добавок, как, например, в стали типа Х18Н9, целесообразно предварительно изучить не только склонность расплава к переохлаждению, но также влияние температурных и временных факторов на структуру ближнего порядка, используя дифракционные методы исследования. Можно предполо- [c.187]

Указанный вывод был сделан на основе следующего наблюдения механически гомогенизированная смесь МдРег04 и РегОз (мольное отношение 1 0,35) нагревалась до 1300°С, а затем со скоростью 10007час охлаждалась до комнатной температуры. В продукте не обнаружено присутствия а-РегОз, хотя в соответствии с равновесной диаграммой феррит магния не растворяет сколько-нибудь заметнщ количеств гематита. В другом опыте гомогенизированная смесь после нагрева до 1300°С охлаждалась. до 700° С и выдерживалась при этой температуре. После 2- и 4-часового отжига в продукте обнаружена фаза а-РегОз, но в количестве, составляющем 2 и 8% от введенного в исходную смесь. То, что скорость зародышеобразования новой фазы лимитируется стадией распада, следует из следующих экспериментов. У образцов, нагретых до 1300° С, охлажденных до комнатной температуры, а затем отожженных при 700°С в течение 2 и 48 час, обнаруживают выделения а-РегОз в количестве 30 и 70% соответственно. Это показывает, что зародышеобразование идет намного быстрее при температуре ниже 700°С. Наконец, у образца, охлажденного с 1300 до 700° С, выдержанного при этой температуре 2 час, закаленного до комнатной температуры и опять отожженного при 700°С, после 48-часовой выдержки обнаружено лишь 2% от общего количества введенного гематита. Опыт показывает, что при оптимальной температуре скорость зародышеобразования очень мала. [c.168]

Разная скорость трансформации структуры покрытий, ншосимых в условиях пространственного согласоваш1я и несогласования, связана с различной скоростью накопления структурных дефектов в процессу роста. Наиболее наглядными с этой точки зрения являются вольфрамовые покрытия . Образующиеся поверхностные террасы можно рассматривать как поверхности отдельных блоков. Накопление дефектов и их сток к границам блоков увеличивают угол их разориентировки, что постепенно приводит к все более независимому росту каждого блока. Одновременное накопление дефектов на поверхности роста огрубляет ее и в конечном итоге приводит к повторному образованию зародышей на несовершенствах. На этой стадии двумерное зародышеобразование переходит в трехмерное. В итоге образуется поликристаллический поверхностный слой, преимущественная ориентировка в котором в результате процессов отбора совпадает с собственной текстурой. При значительном несовпадении решеток материалов подложки и гетероэпитаксиального покрытия дислокации несоответствия и возникающие лтругие напряжения увеличивают скорость накопления дефектов в про ссе роста, что [c.61]

НО изолированы друг от друга относительно тонкой инактивной поверхностной пленкой, Тернбалл [22а] пытался создать такие условия, когда с инородной подложкой соприкасается лишь несколько капелек, и тем самым изучать процесс гомогенного образования зародышей. В случае гомогенного зародышеобразо-вания скорость затвердевания капли должна быть пропорциональна общему объему капли. Однако, как было установлено Паундом fl2], в большинстве случаев скорость затвердевания пропорциональна площади поверхности капли, что указывает на гетерогенное зародышеобразование. В ранних опытах Терн-балла и Чеха [23] было получено несколько очень интересных результатов (хотя зависимость скорости зародыщеобразования от площади поверхности капель или от ее объема не определялась). [c.160]

При однородном зародышеобразовании число ядер, образующихся в, интервале времени т, пропорционально объемной доле исходной фазы Уа, скорости образования зародыщей 1 и йх. Объем новой фазы в момент времени образующейся в результате роста всех ядер за время x<.t, тогда будет [c.245]

Случай неразбавленной системы более сложен из-за столкновения растущих ядер. В общем случае уравнение Аврами можно объяснить теоретически и показатель степени п зависит от геометрии роста. Для трехосного роста (сферы), как в приведенном выше примере, л = 4 для одноосного роста (иглы или утолщающиеся пластинки) п = 2. Если скорость зародышеобразования уменьшается со временем, п может принимать меньшие значения. Наконец, для образования зародышей на границах зерен возможна тенденция сдвига в сторону реакций первого порядка, если пластинки -фазы утолщаются на границах зерен [52]. Кинетику превращения удобно представлять с помощью графиков время — температура — степень превращения (ВТП) [305], которые получаются путем сечения поверхности Z(r, Ig/) плоскостями Х== onst. [c.246]

Бахат [ 1 ] изучил кинетику превращения гексацельзиан—цельзиан исходя из порошков различной дисперсности. Для порошков с зернами 0.635 см превращение происходит медленно. Если порошок измельчен до 200 меш превращение ускоряется и протекает в три стадии первая стадия контролируется скоростью роста кристаллов, вторая — как скоростью зародышеобразо-вапия, так и скоростью роста кристаллов и третья стадия контролируется скоростью зародышеобразования. Энергия активации роста кристаллов в первый период составляет 20 ккал./моль. [c.429]

Решение Кагана. Каган [9] более полно и строго, чем в теории Деринга— Фольмера, формулирует условия на границе растущего пузырька. Он использует их при нахождении величины (с1п1йг) , входящей ъ ВСоставляется уравнение динамики пузырька с учетом вязких и инерционных сил. Записывается также уравнение теплопроводности в движущейся жидкости, которое позволяет оценить понижение температуры на границе пузырька. Понижение температуры вызывает уменьшение равновесного давления пара Ар" = й-АГ, Й — коэффициент, определяющий в небольшой области состояний температурную зависимость давления насыщенного пара. В [9] показан путь получения общего решения стационарной задачи о частоте спонтанного зародышеобразования при любом соотношении вязкости, инерционности, скорости испарения молекул и скорости подвода тепла. Перечисленные факторы могут ограничивать рост пузырька на первой стадии. Будем записывать решение для в форме (2.30). Из (2.47), (2.48) после ряда выкладок получено следующее выражение [c.48]

При давлениях, близких к атмосферному, и не слишком высоких частотах нуклеации имеем по теории Ь = б 8 град . При высоких давлениях величина Ь возрастает до 20 -ч- 30 град . Скорость подъема температуры капельки перед вскипанием зависит от разности плотностей серной кислоты и исследуемой жидкости от вязкости и градиента температуры. Для оценок можно принять интервал значений производной Г от 2 до 10 град-сек . Тогда, полагая V = 1-10 см , получим = 10 -г-10 сл4 сев . Эффективную частоту зародышеобразования в опытах с капельками будем считать 10 см X Хсек . По формуле (3.1) сдвиг температуры перегрева при переходе от частоты /1 к частоте // есть [c.86]

Опыты по кинетике спонтанного зародышеобразования методом всплывающих капелек и в пузырьковой камере соответствуют квазистатистическим условиям перевода жидкости в метастабильпое состояние. При наблюдениях времен ожидания зародыша система долнчна быть чистой, т. е. не содержать готовых и легко активируемых центров парообразования. Но жидкость можно сильно перегреть и при наличии искусственных центров. Для этого нужно осуществлять достаточно быстрый нагрев. Необходимо обеспечить такое тепловыделение в жидкости, которое значительно превышало бы сток тепла на испарение в действующих центрах. Тогда их роль как регуляторов температуры становится малоэффективной. Температурный режим жидкости заметно изменится при вступлении в действие большой массы флуктуационных зародышей. Поскольку частота и скорость роста пузырьков очень круто зависят от глубины захода в метастабильную область, то ожидаемое нарушение температурного режима должно наступать резко. При большом перегреве жидкости нужно учитывать запасенное ею тепло [c.108]

Вопросы методики эксперимента. Достижение ударного режима облегчается при использовании недогретой жидкости Т < Ts). В этом случае скорость роста больших пузырьков на поверхности проволочки существенно замедляется холодными слоями жидкости, снижается эффективность проявления готовых центров. В опытах [111] камера находилась при комнатной температуре. Было замечено изменение сопротивления проволочки при длительной работе на коротких импульсах. Эффект выражен слабее для платины высокой чистоты. Основные опыты проведены с проволочками, для которых г о/го = 1,3915, Го ом (сопротивление проволочки при 0° С). Смещение г g не превышало 0,1—0,3%. Длительность электрических импульсов менялась от 25 до 10 мксек. Частота следования импульсов ограничивается временем тепловой релаксации. При поиске на экране осциллографа особенности , вызванной спонтанным зародышеобразованием, импульсы подаются с частотой около 2 гц. Длительность импульса устанавливается равной —1,3 т. Путем повышения напряжения генератора и изменения сопротивления Ry можно добиться появления на осциллографе характерных всплесков (рис. 31, а). Затем подбирается такое сопротивление i 2, чтобы ступенька, рисуемая вторым лучом, переместилась к началу бурного вскипания (б). Центр ступеньки соответствует определенной температуре проволочки. При повышении напряжения импульса ступенька на экране осциллографа сдвигается влево. Если вместе с пей сдвигается и начало особенности, фиксируемое первым лучом, то это свидетельствует о спонтанной природе центров кипения. Если же ступенька отходит от характерного всплеска, значит он вызван кипением па готовых центрах. Такое различие обусловлено очень слабой зависимостью температуры бурного вскипания Т от скорости разогрева (из-за большой крутизны функции Ji Т)). При поиске особенности иногда приходится укорачивать импульсы тока. В случае завышенных длительностей импульсов проволочка окутывается паром прежде, чем в жидкости будет достигнута температура Т. После того как найдена особенность температурного хода про- [c.118]

Методом перегрева всплывающих капелек в серной кислоте исследованы насыщенные углеводороды и фторуглероды. Согласно оценке в 20, температура Гц достижимого в этом методе перегрева жидкости соответ-вует частоте спонтанного зародышеобразования порядка 10 — 10 см -сек . Величина /1 определяется тремя факторами — производной числа Гиббса по температуре, объемом капельки и скоростью повышения температуры. Хотя каждый из этих факторов не остается постоянным при изменении давления в опыте и при переходе к другому веществу, в первом приближении можно пренебречь соответствующим сдвигом эффективной частоты зародышеобразования. Как видно из табл. 13, возрастанию величины на порядок отвечает повышение температуры достижимого перегрева на 0,1—0,3 °С (меньшее температурное смещение относится к случаю высокого давления на жидкость). Сравнение экспериментальных и рассчитанных по теории Деринга —Фольмера значений Тл сделано в табл. 14 для н-пентана, н-гексана, н-гептана, циклогексана и в табл. 22 для семи фторуг-леродных жидкостей. Данные по достижимому перегре ву получены в широком интервале давления. При расчетах принято = 10 см сек . [c.133]

Застекловывание салола представляет характерное явление для веществ со сложными молекулами. Таммап [143] экспериментально изучал зависимость от переохлаждения Те — Т = АТ линейной скорости кристаллизации (а) и числа центров кристаллизации (р), образующихся за определенное время в известном объеме прозрачной жидкости. Он получил кривые с максимумом, сдвинутые по температуре друг относительно друга. Увеличение вязкости расплава по мере переохлаждения приводит к торможению не только роста готового кристалла, но и процесса зародышеобразования. В таммановских кривых (Р) не отделены гетерогенное и гомогенное зародышеобразование. Возможность полной остановки кристаллизации при больших переохлаждениях представляет эффект, не имеющий аналогии в превращениях жидкость газ. В отсутствие готовых центров и активных примесей кристаллизация начинается на спонтанных зародышах гомогенного происхождения. Однако реализовать чистые условия долго не удавалось. По данным [12] максимальное переохлаждение для висмута и олова не превышало 30°, а для натрия и калия — 3,5°. Если воспользоваться последним значением, то для поверхностного натяжения на границе кристалл — расплав получим явно заниженную величину а [c.160]

Нужно иметь в виду, что не для всех опытов известна скорость охлаждения, т. е., строго говоря, условие J = onst не соблюдается. Обработка результатов на рис. 43 сделана без учета статистики актов спонтанного зародышеобразования. Очевидно, что нижнее значение температуры замерзания капель заданного объема зависит от числа наблюдений, а также от скорости охлаждения. Для построения изокинетической кривой в более высоком приближении требуется проведение по единой методике большой серии опытов с каплями разной величины. [c.162]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...