Kristályosodás

Kristályosítás (a görög κρύσταλλος , eredetileg - jég , később - hegyikristály , kristály ) - kristályok képződésének folyamata gázokból , oldatokból , olvadékokból vagy üvegekből . Kristályosításnak nevezik az eltérő szerkezetű kristályokból adott szerkezetű kristályok képződését ( polimorf átalakulások ), vagy a folyékony halmazállapotból szilárd kristályos állapotba való átmenet folyamatát [1] . A kristályosodásnak köszönhetően az ásványi anyagok és a jég, a fogzománc és a csontok képződéseélő organizmusok. A nagyszámú kisméretű kristály egyidejű növekedését ( tömegkristályosítás ) a kohászatban és más iparágakban alkalmazzák [2] . A vegyiparban kristályosítással nyerik az anyagokat tiszta formában.

1. A kristályosodási folyamat csak azután kezdődik, hogy a folyadékot egy bizonyos hőmérsékletre lehűtjük.
2. A kristályosodás során a hőmérséklet nem változik.
3. A kristályosodási hőmérséklet megegyezik az olvadásponttal.

Amikor kristályok képződnek, fázisátalakulás következik be , vagyis az anyag átmenete egyik termodinamikai fázisból a másikba. A kristályok képződése gázokból, oldatokból, olvadékokból vagy üvegekből elsőrendű fázisátalakulás , a polimorf átalakulások során történő kristályosodás pedig másodrendű fázisátalakulás lehet [2] .

A kristályosodás egy bizonyos határfeltétel elérésekor kezdődik, például folyadék túlhűtése vagy gőz túltelítettsége , amikor sok kis kristály szinte azonnal megjelenik - kristályosodási központok . A kristályok úgy nőnek, hogy atomokat vagy molekulákat kapcsolnak össze folyadékból vagy gőzből. A kristálylapok növekedése rétegről rétegre történik, a nem teljes atomi rétegek (lépcsők) szélei a növekedés során a lap mentén mozognak. A növekedési sebesség függése a kristályosodás körülményeitől a kristálynövekedés különböző formáihoz vezet (poliéderes, lamellás, hegyes, vázas, dendrites és egyéb formák, ceruzaszerkezetek stb.). A kristályosodás során elkerülhetetlenül különböző hibák lépnek fel .

A kristályosodási centrumok számát és a növekedési sebességet jelentősen befolyásolja a túlhűtés mértéke.

A túlhűtés mértéke a folyékony fém lehűlésének szintje a kristályos (szilárd) módosulatba való átmenet hőmérséklete alá. Túlhűtés szükséges a kristályosodás látens hőjének energiájának kompenzálásához. Az elsődleges kristályosodás a fémekben (ötvözetek és folyadékok) kristályok képződése a folyadékból szilárd állapotba való átmenet során.

Ipari kristálynövekedés

Az iparban az egykristályok növekedését a következő módszerekkel hajtják végre:

• Czochralski-módszer – a fém felületét folyékony fázisban érintõ magkristály alkalmazásával az atomok megérintik a magkristályt, energiát veszítenek és lefagynak, ami kristálynövekedéshez vezet [3] .
• Bridgman-módszer - a fémet hegyes fenekű tégelybe helyezik, és lassan átvezetik a kemencén, ebben a folyamatban a gócképződés az éles vég alján kezdődik, és az egykristály növekedését a hőmérséklet fokozatos csökkenése kíséri. a kristályosodási zónában [3] .
• Zóna olvasztási módszer - az olvadt zóna a rúd egyik végétől a másikig mozog [3] .

Jegyzetek

1. ↑ Kushner V.S. Anyagtudomány . - Omszk: OmGTU, 2008. - S. 22. - 232 p.
2. ↑ 1 2 Csernov A. A. Kristályosítás // Fizikai enciklopédia / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M .: Szovjet Enciklopédia , 1990. - T. 2. - S. 496-502. - 704 p. — 100.000 példány.  — ISBN 5-85270-061-4 .
3. ↑ 1 2 3 Honeycombe R. Fémek képlékeny alakváltozása. — Ripol Classic. - 1979. - ISBN 5458282574 .

Irodalom

• Szerk. I. L. Knunyants. Kristályosítás // Kémiai Enciklopédia. - Szovjet Enciklopédia . - M. , 1988. (Orosz)

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán Nagy norvég Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban BNF : 119788740 GND : 4033215-9 J9U : 987007536083105171 LCCN : sh85034495 LNB : 000154805 NKC : ph138259