Построение поверхностей скоростей нуклеации над фазовыми диаграммами

• Автор: Пинаев, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Современные проблемы теории нуклеацин и постановка задач исследования
1.1. Классическая теория нуклеации
1.2. Флуктуационные теории
1.3. Теории, основанные на межмолекулярном взаимодействии
1.4. Нуклеаиионные теоремы
1.5. Бинарная нуклеация
1.6. Ион-индуцированная нуклеация
1.7. Полуэмпирические теории
1.8. Краткие выводы и постановка задачи
Глава 2. Взаимосвязь диаграмм фазового состояния и поверхности
скоростей нуклеации новой фазы
, ~-г?
2.1. Основы термодинамики равновесия фаз и диаграммы равновесия
2.2. Диаграммы метастабильных состояний
2.3. Поверхности скоростей нуклеации построенные над простейшими
РТ диаграммами
2.3.1. Аксиоматика построения поверхности скоростей нуклеации
2.3.2. Построение скоростей нуклеации для унарных систем
2.3.3. Построение поверхностей скорости нуклеации для бинарных систем
2.4. Выводы
Глава 3. Топология поверхности скорости ион-индуцированной
нуклеации пара
3.1. Некоторые предварительные замечания

3.2. Полуэмпирические правила и топология поверхностей ион-индуцированной нуклеации пара
3.3. Топология поверхностей ион-индуцированной нуклеации жидкости
3.4. Топология поверхностей ион-индуцированной нуклеации кристалла
3.5. Выводы
Глава 4. Практические приложении предлагаемого метода
4.1. Анализ экспериментальных результатов, подтверждающих многолистность поверхностей скоростей нуклеации
4.2. Алгоритм построения поверхностей скоростей нуклеации пара
над фазовыми диаграммами бинарных систем
4.3. Взаимосвязь поверхности скоростей нуклеации и фазовых
диаграмм на примере бинарной нуклеации пара
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Актуальность работы. Одной из важных проблем физики аэрозолей является проблема их искусственного разрушения (осаждения) с целью предупреждения загрязнения атмосферы индустриальными аэрозолями, образующимися во многих технологических процессах. Проблема загрязнения атмосферы важна для таких индустриальных районов как, например, Кузбасс. Значение этой проблемы в дальнейшем будет лишь увеличиваться, поэтому, по крайней мере, необходимы экспертные оценки и прогноз, основанные на результатах моделирования загрязненности атмосферы аэрозольными частицами.
Другой важной проблемой является использование регулируемой конденсации при нанесении кластерных и нанопокрытий в порошковой металлургии и материаловедении. Здесь важно уметь как ускорять, так и замедлять скорость нуклеации, поскольку это оказывает влияние на вид функции распределения по размерам осаждающихся кластеров, и как следствие, на характеристики покрытия.
Кроме того, при решении многих задач в современной аэродинамике, газодинамике, теплоэнергетике, металлургии, экологии, материаловедении и целом ряде других областей науки и техники приходится решать задачи, связанные с моделированием процесса (неравновесной) нуклеации.
На сегодняшний день существует несколько подходов к решению этой проблемы, например классическая теория нуклеации, однако они не только не позволяют предсказывать поведение исследуемой системы с необходимой точностью, но и в целом ряде случаев даже качественно не воспроизводят наблюдаемые процессы. Более того, имеется ряд трудностей для обобщения этой теории на более сложные явления, такие как: ион-индуцированная нуклеация, нуклеация в присутствии большого количества газа-носителя и

заключил, что поверхность капли будет находиться скорее в динамическом равновесии, чем в статическом, и поверхностное натяжение будет динамической величиной. Это новое теоретическое положение может принести успех для преодоления теоретических трудностей.
Скорость нуклеации для бинарной системы может быть представлена уравнением [8]
5 = Сехр(-ДО*/кТ). О-52)
Рейс [8] установил, что предэкспоненциальный множитель С, представляющий собой частоту столкновения одиночных молекул с поверхностью кластера, имеет следующее выражение

Р.Р:

Р1 БІП2 ф + Р2 СОБ2 ф
[Пі -Н П2]8

V Q
(1.53)
где Р( и р, —скорости столкновения молекул 1 и 2 с поверхностью
зародыша, то есть число молекул, проходящих через единицу поверхности зародыша в единицу времени

(1.54)
(2ш-П;кТ)1/2 ’
где П1 и П, - число молекул 1 и 2, Б- площадь поверхности зародыша, ф — угол между осью П1 и направлением в сторону седловой точки, Р и С -вторые производные от ДО в направлении их осей вращения Гр и Гр. Выражения для Р и
а2до

V СП,

а2 АО .аап
СОБф БІпф +
а2 до
ап I

БІП2 ф
(1.55)