Krystalizace

Krystalizace (z řeckého κρύσταλλος , původně - led , později - horský křišťál , křišťál) - proces tvorby krystalů z plynů , roztoků , tavenin nebo skel . Krystalizace se také nazývá vznik krystalů s danou strukturou z krystalů jiné struktury ( polymorfní přeměny ) nebo proces přechodu z kapalného stavu do pevného krystalického stavu [1] . Díky krystalizaci, tvorbě minerálů a ledu, zubní skloviny a kostížijící organismy. Současný růst velkého množství malých krystalů ( masová krystalizace ) se využívá v metalurgii a dalších průmyslových odvětvích [2] . V chemickém průmyslu se krystalizace používá k získání látek v jejich čisté formě.

1. Proces krystalizace začíná až po ochlazení kapaliny na určitou teplotu.
2. Během krystalizace se teplota nemění.
3. Teplota krystalizace se rovná teplotě tání.

Když se tvoří krystaly, dochází k fázovému přechodu , tedy přechodu látky z jedné termodynamické fáze do druhé. Tvorba krystalů z plynů, roztoků, tavenin nebo skel je fázovým přechodem prvního řádu a krystalizace během polymorfních přeměn může být fázovým přechodem druhého řádu [2] .

Krystalizace začíná, když je dosaženo určitých limitních podmínek, například přechlazení kapalinou nebo přesycení par , kdy se téměř okamžitě objeví mnoho malých krystalů - krystalizační centra . Krystaly rostou připojením atomů nebo molekul z kapaliny nebo páry. K růstu krystalových ploch dochází vrstva po vrstvě, okraje neúplných atomárních vrstev (kroků) se během růstu pohybují po ploše. Závislost rychlosti růstu na podmínkách krystalizace vede k různým formám růstu krystalů (polyedrické, lamelární, jehlicovité, skeletální, dendritické a další formy, tužkové struktury atd.). V procesu krystalizace nevyhnutelně vznikají různé defekty .

Počet krystalizačních center a rychlost růstu jsou významně ovlivněny stupněm přechlazení.

Stupeň podchlazení je úroveň ochlazení kapalného kovu pod teplotu jeho přechodu na krystalickou (pevnou) modifikaci. Podchlazení je nutné pro kompenzaci energie latentního tepla krystalizace. Primární krystalizace je tvorba krystalů v kovech (slitiny a kapaliny) při přechodu z kapalného do pevného skupenství.

Růst průmyslových krystalů

V průmyslu se růst monokrystalů provádí následujícími metodami:

• Czochralského metoda - pomocí zárodečného krystalu, který se dotýká povrchu kovu v kapalné fázi, se atomy dotýkají zárodečného krystalu, ztrácejí energii a zamrzají, což vede k růstu krystalu [3] .
• Bridgmanova metoda - kov je umístěn do kelímku se špičatým dnem a pomalu prochází pecí, v tomto procesu začíná nukleace na základně ostrého konce a růst monokrystalu je doprovázen postupným snižováním teploty v zóně krystalizace [3] .
• Způsob zónového tavení - roztavená zóna se pohybuje z jednoho konce tyče na druhý [3] .

Poznámky

1. ↑ Kushner V.S. Věda o materiálech . - Omsk: OmGTU, 2008. - S. 22. - 232 s.
2. ↑ 1 2 Chernov A. A. Crystallization // Physical Encyclopedia / Ch. vyd. A. M. Prochorov . - M .: Sovětská encyklopedie , 1990. - T. 2. - S. 496-502. - 704 s. — 100 000 výtisků.  — ISBN 5-85270-061-4 .
3. ↑ 1 2 3 Honeycombe R. Plastická deformace kovů. — Ripol Classic. - 1979. - ISBN 5458282574 .

Literatura

• Ed. I. L. Knunyants. Krystalizace // Chemická encyklopedie. - Sovětská encyklopedie . - M. , 1988. (Ruština)

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština Skvělý norský Britannica (online)
V bibliografických katalozích BNF : 119788740 GND : 4033215-9 J9U : 987007536083105171 LCCN : sh85034495 LNB : 000154805 NKC : ph138259