раційними, коли локальні атомно-молекулярні конфігурації материнської системи та продукту стають близькими. [2]
1. Гомогенне зародкоутворення
Гомогенне изотропное зародкоутворення. Поява зародків нової фази в метастабільній системі пов'язано з переходом речовини в термодинамічно стабільний стан. Передбачається, по Фольмера, що в метастабільною фазі відбувається гомогенне спонтанне утворення ансамблів різного складу з атомів материнської фази шляхом їх послідовної оборотної асоціації:
В
(1)
В
метастабільним фаза знаходиться в стані квазірівноваги: ​​швидкість утворення спонтанно зростаючих асоціатів надкритичного розміру мала, рівноважний статистичний розподіл асоціатів за розмірами аж до критичного чи не порушується і не змінюється в часі. Самі асоціати в рамках цього підходу представляють собою сферичні мікрокраплі радіуса R, які мають всі властивості звичайної рідини, що знаходиться в капілярі, і над якими тиск пари Pj описується рівнянням Гіббса - Томпсона:
(2)
де, - тиск насиченої пари і поверхневий натяг (питома вільна поверхнева енергія. Дж/см),;
М - атомна (молекулярна) маса речовини; - його щільність. ~ Число Авогадро; = Дж/К - постійна Больцмана. p> Іноді таку модель зародкоутворення називають капілярної.
У загальному випадку зміна енергії Гіббса системи (нормоване на один атом) при утворенні зародка нової фази можна представити у вигляді суми двох доданків. Перше, що відбиває макрооб'емние властивості системи, враховує зменшення енергії Гіббса системи при утворенні зародка, що складається з j атомів, і характеризується різницею потенціалів між метастабільною материнської фазою - середовищем (с) і стабільною новою фазою - зародком. br/>
(3)
Найпростіші вирази для ряду випадків ізотропного гомогенного фазообразования наведені нижче.
Конденсація пари P> P (4)
Або T> T (5)
Кристалізація однокомпонентних частинок з розчину
З> C (6)
Кристалізація однокомпонентних частинок з розплаву
T
Кристалізація однокомпонентних частинок при кипінні
= T P (8)
Другий доданок обумовлено мікрооб'ємні властивостями системи - мікроскопічних зародка і освітою міжфазної поверхні, що приводить до збільшення енергії (G)> 0 і пов'язаному з ним виникненню енергетичного бар'єру для фазового перетворення. Вважаючи, що складається з j атомів зародок нової фази - сферичний з радіусом, можна записати (G) = Тоді повна зміна енергії Гіббса при утворенні одного сферичного зародка буде дорівнює
G = (G) + (G) = (9)
2. Гомогенне анізотропне зародкоутворення
При виведенні рівняння (1.1) постулировалось, що зародки являють собою сферичні краплі з поверхневим натягом, характерним для масивної фази. Така м...
