химический каталог




Синтез минералов. Том 1

Автор B.Е.Хаджи, Л.И.Цинобер, Л.М.Штеренлихт и др.

емени, выразится следующей зависимостью:

(39)

Am = js =. aS (С„—С) = V — , it

где а—коэффициент массопереноса и 1/а= 1/8 +1/у. Интегрирование уравнения (43) дает:

С = С0—(С„—С„) ехр (—aStIV),

(40)

где С„ — начальная концентрация, СЯ = С при t = 0.

Экспериментально найденная зависимость С oi't позволяетопределить а путем логарифмирования (40) и построения кривой

в координатах 1п(С—Со)—t и тем самым решить вопрос о лимитирующем звене в процессе растворения алмаза. Значение а

(рис. 117) в зависимости от температуры изменяется от 1,1-Ю-5

до 4,5 - 10~5 м/с. Принимая, что D имеет порядок Ю-9 м2/с, а условия экспериментов обеспечивали равномерное распределение

растворяемых кристаллов в объеме растворителя, при котором 6

составляет ~ 10~4 м, получаем, что у~10~5 м/с. Из сравнения а

и у можно заключить, что процесс растворения алмаза проходит

при постепенном переходе к диффузионному контролю. В тех случаях, когда условия проведения экспериментов при решении задач, связанных с процессом выращивания, практически не отличались от описанных, трактовка полученных результатов осуществляется в приближении диффузионной кинетики.

22* ЗЗЭ

В случае использования расплавов металлов термодинамической предпосылкой перекристаллизации графита в алмаз является превышение химического потенциала углерода в системе расплав металла — графит химического потенциала углерода в системе расплав металла— алмаз (подробнее см. гл. 3). Этим графиту обеспечивается большая, чем алмазу, растворимость, и создается пересыщение раствора к алмазу. Как показывают эксперименты, алмаз кристаллизуется в системах расплав— углерод при параметрах, отвечающих заэвтектическим и перетектическим областям диаграмм состояния металлических систем с достаточной растворимостью углерода при условии отсутствия устойчивых карбидов и достаточно низкой величиной поверхностной (межфазной) энергии. Эта энергия определяет наряду с пересыщением работу образования критического зародыша в изотермо-изохорических условиях (без учета упругих полей, хотя последние, возможно, играют определенную роль).

В качестве первого приближения рассмотрим образование алмаза из графита в изотермо-изохорических условиях. Для того чтобы рассчитать работу процесса при данных условиях, необходимо найти значения свободной энергии F для исходного состояния, представляющего собой гомогенную (метастабильную или неустойчивую) среду, и конечного состояния, которое включает в себя зародыш алмаза и метастабильную фазу (графит). Работу образования алмаза найдем по разности свободных энергий конечного Frer и начального Fra4 состояний процесса. Для начального состояния

froM=— pV+ Јu?,omf,0-t

Для конечного состояния

где p, p" и pe— давления в гомогенной системе, в алмазе и графите (гетерогенная система) соответственно; atg — поверхностное натяжение алмаза на границе с графитом цг;0, \*ai, H*i — соответственно термодинамические потенциалы гомогенной системы (графита), отвечающей начальному состоянию, и гетерогенной, включающей алмаз и графит. Очевидно, что Va+ V2= V — объем тер340

модинамической системы, me + m« = /n*0 — ее масса и S° —площадь поверхности алмазной фазы. Следовательно,

AF = FreT-F = (р*-ра) V + (р-р») у + odg = S° + 2 (ц? - ц?) m° +

" + 2((if —|д?0)т?о- (41)

(ДА.

(42)

= 'крСоотношение (41) характеризует собой работу образования алмазного зародыша в изотермо-изохорических условиях. Условиям равновесия алмазного зародыша со средой отвечает экстремальное значение AF, которое определяется дифференцированием (41) с учетом фундаментального уравнения зародыша Sda= = —SW+V"dp°—1т";д.",. В этом случае <Уаг5° + (Р-РЕ) V + 2 (NF- р? о)ml „,

а тип экстремума определяется знаком величины второго дифференциала

(d2AF) = -8яач (d jaf + [d a„g d 5" -d p8d V + 2 d ц° d ml] +

+ [-d.p2dVe+2dpfdmf], (43)

Физический смысл слагаемых, заключенных в квадратные, скобки, состоит в том, что первое характеризует внутреннюю устойчивость зародыша, второе — среды (метастабильной фазы). При этом величина второго слагаемого тем больше, чем большие изменения в состоянии метастабильной фазы вызывает рост новой фазы. Отсюда следует, что в зависимости от природы исходной фазы и условий, в которых протекает процесс, выражение (43) может быть величиной как положительной, так и отрицательной. В свою очередь это будет влиять на характер устойчивости критического зародыша: при (d*AF),=,Kp>0 наблюдается устойчивое, а для (d2AF),=(.Kp<0 — неустойчивое равновесие зародыша со средой. Другими словами, на основании выражения (42) нельзя однозначно утверждать, что работа образования зародыша алмаза в изохорно- и изотермических условиях всегда положительная и возрастает с увеличением его размера. Лишь в предельном случае, для очень больших равновесных систем, когда можно пренебречь изменением давления и химических потенциалов, выражение (41) приближается к формуле Гиббса, описывающей работу образования критического зародыша.

В настоящее время в связи с отсутствием надежных экспериментал

страница 151
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212

Скачать книгу "Синтез минералов. Том 1" (5.19Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы бухгалтер 1 с москва цена
установка пламягасителей пежо
купить набор для удаления вмятин без покраски в уфе
Сковорода Zwilling Prime 24 см

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)