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成核 |
蒸气凝聚成液滴过程
成核(Nucleation),也称形核,是相变初始时的"孕育阶段",也即生成晶核的过程,是结晶的初始阶段。天空中的云、雾、雨、燃烧生成的烟,冰箱中冰的结晶,汽水、啤酒的冒出的泡等的形成,均为成核现象。总之,成核现象就是刚开始产生相变化的孕育阶段。孕育出胚核后,这胚核便不断成长形成新的相。
成核现象需要成核位置才可发生。汽化时,液相分子聚集于固相物质上面,分子不断碰撞使得能量聚集,进而形成"汽化中心";结晶时,若使局部的溶质浓度升高而导致晶体碰撞次数增加,则结晶的晶形构造加快,从而形成"结晶中心"。晶核的成核有两种形式:初级成核(包括初级均相成核和初级非均相成核)及二次成核。在高于饱和度的情况下,溶液自发形成晶核的过程,称作初级均相成核;若晶核是在溶液外来物的诱导下生成,则称其为初级非均相成核;晶核如在含有溶质晶体的溶液中生成,则称为二次成核。
基本信息
中文名; 成核
外文名; Nucleation
形式2; 初级非均相成核
形式3; 二次成核
形式1; 初级均相成核
基本简介
蒸气凝聚成液滴过程成核(Nucleation),也称形核,是相变初始时的"孕育阶段",也即生成晶核的过程,是结晶的初始阶段。天空中的云、雾、雨、燃烧生成的烟,冰箱中冰的结晶,汽水、啤酒的冒出的泡等的形成,均为成核现象。总之,成核现象就是刚开始产生相变化的孕育阶段。孕育出胚核后,这胚核便不断成长形成新的相。
成核现象需要成核位置才可发生。汽化时,液相分子聚集于固相物质上面,分子不断碰撞使得能量聚集,进而形成"汽化中心";结晶时,若使局部的溶质浓度升高而导致晶体碰撞次数增加,则结晶的晶形构造加快,从而形成"结晶中心"。晶核的成核有两种形式:初级成核(包括初级均相成核和初级非均相成核)及二次成核。在高于饱和度的情况下,溶液自发形成晶核的过程,称作初级均相成核;若晶核是在溶液外来物的诱导下生成,则称其为初级非均相成核;晶核如在含有溶质晶体的溶液中生成,则称为二次成核。
晶核的生成有三种形式:即初级均相成核、初级非均相成核及二次成核。在高过饱和度下,溶液自发地生成晶核的过程,称为初级均相成核;溶液在外来物(如大气中的微尘)的诱导下生成晶核的过程,称为初级非均相成核;而在含有溶质晶体的溶液中的成核过程,称为二次成核。二次成核也属于非均相成核过程,它是在晶体之间或晶体与其他固体(器壁、搅拌器等)碰撞时所产生的微小晶粒的诱导下发生的。
相与相变化
所谓"相"是指物质存在的状态,在同一相中,化学组成与物理性质是均匀的。以纯水为例,它以水的液态、水蒸气的气态、及冰的固态三种状态存在,分别称为液相、气相和固相。在多成分系统中,则可能一相内含多成分,或多个液相同时存在。以油水系统为例,在室温中把半杯色拉油倒入半杯水中,可以看到油浮在水面上,形成不互溶的油相及水相,两相成分不同。但如果把酒精倒入水中,因可互溶,只有一个液相存在,在这个液相中,化学组成是均匀的。另外,一个固体中也可能由多个固相所组成。比如一颗石头中,常可发现含有很多色泽不太相同的小颗粒,这些小颗粒可能具有不同化学组成与结晶构造,而分属不同的固相,或属同相但[1]