结晶与相变动力学学习教案

1、会计学1结晶结晶(jijng)与相变动力学与相变动力学第一页，共76页。2第1页/共76页第二页，共76页。3第2页/共76页第三页，共76页。4天然(tinrn)晶体 第3页/共76页第四页，共76页。5第4页/共76页第五页，共76页。6第5页/共76页第六页，共76页。7第6页/共76页第七页，共76页。80ccc （1）c0c*0cc （2）第7页/共76页第八页，共76页。9第8页/共76页第九页，共76页。10第9页/共76页第十页，共76页。11；nR 气体(qt)常数 J/kg K。22m11lnmcHcRTT （3）第10页/共76页第十一页，共76页。121212211ln

2、cMcRTrr（4）第11页/共76页第十二页，共76页。13*2lnrCMCRT r（5）2mmmTMTHr（6）第12页/共76页第十三页，共76页。14n当颗粒尺 寸减小时，溶解度增加，自标准溶解度直至达到最大值，进一步减小颗粒尺寸(ch cun)时，则由于带电荷粒子间的排斥作用，反使溶解度下降。 *2ln1rcMncRT r（7）第13页/共76页第十四页，共76页。15mTT（12）mT（13）第14页/共76页第十五页，共76页。16pV(V)VVpftC(V)CD CtTCVTk TtV0t （8）（9）（10）（11）第15页/共76页第十六页，共76页。17n生长的动力学理论

3、生长动力学条件(tiojin)n结晶必须在过冷或过饱和的条件(tiojin)下进行，这是由热力学条件(tiojin)决定。n相变大多是在恒温恒压下进行，吉布斯自由能是该过程进行方向和深度的判据。第16页/共76页第十七页，共76页。18000001415161718pTTTpGHTSdGdHdQSdTdTdTQdSdHQQc dTTdGSdTGGdTSCdTGTUdT （ ） （ ） （ ） （ ）（ ）第17页/共76页第十八页，共76页。19GLOGGSTTmThTcGG第18页/共76页第十九页，共76页。2019(-)- (-)20SLSLSLGGGHHT SS（ ）（ ）vGvG21

4、022-(-)23 -24mSLSLmmmmTTGHHTSSTSTSQL （ ）（ ）（ ）（ ）SLmSLmmmmmmmmmmHH =LLSS = TTLTTLTG= L += L= TTT（25）（26）（27）T0vG 0TvG第19页/共76页第二十页，共76页。21fGLfA xG(28)Gf(29)VGGGGGMMf(30)mVmnM nMM SNg31gf=Ng=32Mg0gg0,f0第20页/共76页第二十一页，共76页。220011ppppdGSdT+vdp(33)GdGvdp(34) 01p100p000001000000pdpRTRT ln(35)ppNg(36)RTRT

5、RTpg=-ln=-ln=-ln(1+ )kT ln(1+ )kT(37)NpNN 00SSkT lnkTf(38)系统蒸气(zhn q)压饱和比系统蒸气(zhn q)压的过饱和度第21页/共76页第二十二页，共76页。23L00001,lnC(42)iiP TRTL00,lnC(39)iiP TRT10010000Cln(43)CCgklnklnk(44)CRTTTT L0000SL0000,lnC(40),lnC(41)iiiiiP TRTP TRT0010S0SSkkCflnlnk(45)CTTT第22页/共76页第二十三页，共76页。24()()(46)-(47)()()-(48)()

6、-(49)LSmmmmmmmmmTTGH TSH TTS TLLS TTmLSTT(50)(T)(T)(T)H(T)T S(T)(51) mmmmmmmmmH(T)H(T )(52)S(T)S(T )(53)LT(T)LTL(54)TTTgl(55)T mmSlTf(56)T第23页/共76页第二十四页，共76页。25SSp ,VLLp ,V第24页/共76页第二十五页，共76页。26SdVLdVSLdV = - dV(57)SSLLp dV ,p dVSSLLp dV +p dV0(58)SLp =p(59)第25页/共76页第二十六页，共76页。27nSSLLSLSLSLp dVp dVd

7、A(60)dAp=pp(61)dVSLp=2(62)rSL1211p=(63)rr第26页/共76页第二十七页，共76页。28ab第27页/共76页第二十八页，共76页。29e0e0pGGGeabp0p + pSSSSabe0pSee00SSve0pV dpRTln(67)pV dpV (p + p-p )(68)pV (p + p-p )RTln(69)p2pVRTln(70)rpSGSGaabbSSGGabab(64)(65)(66)第28页/共76页第二十九页，共76页。30SSve0e0SS00SvSe02Vp =p exp(71)rRTr,p =pVR,kNN2pkTln(72)rp

8、 第29页/共76页第三十页，共76页。31e0r0,ppe0r0,pp第30页/共76页第三十一页，共76页。32eSvS120meSLSSL12meSfS120p11kTln(73)rrpT -T11l(74)rrTC11kTln(75)rrC第31页/共76页第三十二页，共76页。33第32页/共76页第三十三页，共76页。34第33页/共76页第三十四页，共76页。35324( )4(76)3vsfrG rgr 2(77)sfcvrg232161( )(4)(78)33sfcccsfvG rrg第34页/共76页第三十五页，共76页。36第35页/共76页第三十六页，共76页。37自由

9、焓变化与晶核尺寸的关系 第36页/共76页第三十七页，共76页。38过冷度与晶核尺寸(ch cun)的关系3max22(79)2(80)16()(81)3mvvvmkvkvTTGHHTrHGH 第37页/共76页第三十八页，共76页。3900 0003ln(82)ln(83)lnln(84)4ln(85)32(86)lnsvkRTf cRTf cnRTRTnGrRTMMrRT 第38页/共76页第三十九页，共76页。40exp/(87)cJBGkTbAexp/(88)GkTbKexp/exp/(89)cJGkTGkT第39页/共76页第四十页，共76页。41bVKexp/expA /(90)c

10、GkTkT第40页/共76页第四十一页，共76页。42第41页/共76页第四十二页，共76页。43cos(91)cvxvcx第42页/共76页第四十三页，共76页。44( )()(92)cvcvcvcxcxcxxvVG rgAAA 2(93)cvcvrg 23216(94)3cvccVGrfg第43页/共76页第四十四页，共76页。45第44页/共76页第四十五页，共76页。46001/2()()8ln()kNsNNLdNJMppLRTp第45页/共76页第四十六页，共76页。47第46页/共76页第四十七页，共76页。4800mssdmdmDk A CCA CCdtdtyiiiFA第47页/

11、共76页第四十八页，共76页。49第48页/共76页第四十九页，共76页。50原子被吸附到生长晶面上,以一定的几率扩散到扭折上，扭折延伸(ynshn)使台阶得以发展，晶面逐步铺开，至一层铺完。第49页/共76页第五十页，共76页。51第50页/共76页第五十一页，共76页。52第51页/共76页第五十二页，共76页。53第52页/共76页第五十三页，共76页。54根据晶体结构的对称性，将点阵 空间的分布按正当单位(dnwi)形状的规定和带心型式进行分类，得到14种型式：第53页/共76页第五十四页，共76页。55第54页/共76页第五十五页，共76页。56第55页/共76页第五十六页，共76页

12、。57第56页/共76页第五十七页，共76页。58n表表2复合复合(fh)添加剂对共聚酯结晶速率的影响添加剂对共聚酯结晶速率的影响n Sample Composition Additive Propertyn X(composition) % mp 103vcmin-1n 7# T h+ T n 0. 25+ 0. 25 120 105. 2n 8# T h+ Tm 0. 25+ 0. 25 121 116. 2n 9# T h+ T n+ S y 0. 25+ 0. 25+ 0. 15 120 150. 3n表表3无机成核剂用量对共聚酯结晶无机成核剂用量对共聚酯结晶(jijng)速率的影响速

13、率的影响nSample Additive Propertyn Composition X(composition) % mp 103vcmin-1n5# T n+ T h 0. 25+ 0. 00 121 74. 3 n10# T n+ T h 0. 25+ 0. 10 118 85. 1n7# T n+ T h 0. 25+ 0. 25 120 105. 2n11# T n+ T h 0. 25+ 0. 50 119 111. 3n12# T n+ T h 0. 25+ 0. 60 120 109. 7n13# T n+ T h 0. 25+ 0. 75 121 104. 3n14# T n

14、+ T h 0. 25+ 0. 99 120 89. 5第57页/共76页第五十八页，共76页。59第58页/共76页第五十九页，共76页。60LBG30BcV0L00dwMMMdMk L B VM (1+w )V 0jjLb0b3satsatL0SLcV3S0L3cVSL00LbBB0f(L, )LdLB =k SwwSwM (ww)MMkM(ww)MkMM (1w ) (ww)MMk Sjf(L, )第59页/共76页第六十页，共76页。6100SGc+3SVL+2SVLggdVMdVVkf(L, )LdLf(L, )f(L,d )dVdlVk3f(L, )LdLdddlGk Sd00+g

15、2SVgL+022LaL0Vcg0Gga0dV3Vk k Sf(L, )L dLdI2lnIf(L, )L dL=k dI6M (1w )klnIMk Sk d S000VcLbg0Bg0a0MI(1w ) (ww)6(1w )klnMIdwk Sk Sdk d第60页/共76页第六十一页，共76页。62第61页/共76页第六十二页，共76页。63第62页/共76页第六十三页，共76页。64第63页/共76页第六十四页，共76页。65第64页/共76页第六十五页，共76页。66第65页/共76页第六十六页，共76页。67盐 a b c Na2SO410H2O 1.116 1 1.238 107

16、45Na2B4O710H2O 1.114 1 1.059 10653PbWO4 1.344 1 1.114 10733Na2SO410H2O% 增稠剂%交联剂% 成核剂% 相变温度 过冷95.0 4.5 0.5 0 18 1495.0 4.5 0.5 3 Na2B4O710H2O 30 295.0 4.5 0.5 4 PbWO4 19 13 Na2B4O710H2O % 0 1 2 3 4 5 6温度 18.0 28.0 28.0 30.0 27.3 28.2 23.5过冷 14 4 3.8 2.0 4.7 3.8 8.5第66页/共76页第六十七页，共76页。68VllG=V G +SV p

17、323LSVLS32VLS244G=rG +4 rfrf33r420rG +rf33（） ( )+( )= （） ( )LSVLSV3V210r*3G2000Gf81 G ( )LSLSVVLSV1023 GG*100%40%103 G78.4%半功第67页/共76页第六十八页，共76页。69第68页/共76页第六十九页，共76页。70第69页/共76页第七十页，共76页。71TmTmPLPSLSmPLPSmTTmLSmm2pmLSmccG=H(cc )dTTSdTTHTTurnbullGTcTHTTDubey-RamachandraraoG(1)T2T6T4p4cLp4cLpLdTmcA TdtdTAvTdtmcvBTCAcmB 第70页/共76页第七十一页，共76页。72n1exp()rCzt第71页/共76页第七十二页，共76页。73n 1rrdC(1 C )Zntdt0rr0dTdtTTtdC (T)dC (T