結(jié)晶與相變動(dòng)力學(xué)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1結(jié)晶結(jié)晶(jijng)與相變動(dòng)力學(xué)與相變動(dòng)力學(xué)第一頁，共76頁。2第1頁/共76頁第二頁，共76頁。3第2頁/共76頁第三頁，共76頁。4天然(tinrn)晶體 第3頁/共76頁第四頁，共76頁。5第4頁/共76頁第五頁，共76頁。6第5頁/共76頁第六頁，共76頁。7第6頁/共76頁第七頁，共76頁。80ccc （1）c0c*0cc （2）第7頁/共76頁第八頁，共76頁。9第8頁/共76頁第九頁，共76頁。10第9頁/共76頁第十頁，共76頁。11；nR 氣體(qt)常數(shù) J/kg K。22m11lnmcHcRTT （3）第10頁/共76頁第十一頁，共76頁。121212211ln

2、cMcRTrr（4）第11頁/共76頁第十二頁，共76頁。13*2lnrCMCRT r（5）2mmmTMTHr（6）第12頁/共76頁第十三頁，共76頁。14n當(dāng)顆粒尺 寸減小時(shí)，溶解度增加，自標(biāo)準(zhǔn)溶解度直至達(dá)到最大值，進(jìn)一步減小顆粒尺寸(ch cun)時(shí)，則由于帶電荷粒子間的排斥作用，反使溶解度下降。 *2ln1rcMncRT r（7）第13頁/共76頁第十四頁，共76頁。15mTT（12）mT（13）第14頁/共76頁第十五頁，共76頁。16pV(V)VVpftC(V)CD CtTCVTk TtV0t （8）（9）（10）（11）第15頁/共76頁第十六頁，共76頁。17n生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)理論

3、生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)條件(tiojin)n結(jié)晶必須在過冷或過飽和的條件(tiojin)下進(jìn)行，這是由熱力學(xué)條件(tiojin)決定。n相變大多是在恒溫恒壓下進(jìn)行，吉布斯自由能是該過程進(jìn)行方向和深度的判據(jù)。第16頁/共76頁第十七頁，共76頁。18000001415161718pTTTpGHTSdGdHdQSdTdTdTQdSdHQQc dTTdGSdTGGdTSCdTGTUdT （ ） （ ） （ ） （ ）（ ）第17頁/共76頁第十八頁，共76頁。19GLOGGSTTmThTcGG第18頁/共76頁第十九頁，共76頁。2019(-)- (-)20SLSLSLGGGHHT SS（ ）（ ）vGvG21

4、022-(-)23 -24mSLSLmmmmTTGHHTSSTSTSQL （ ）（ ）（ ）（ ）SLmSLmmmmmmmmmmHH =LLSS = TTLTTLTG= L += L= TTT（25）（26）（27）T0vG 0TvG第19頁/共76頁第二十頁，共76頁。21fGLfA xG(28)Gf(29)VGGGGGMMf(30)mVmnM nMM SNg31gf=Ng=32Mg0gg0,f0第20頁/共76頁第二十一頁，共76頁。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)系統(tǒng)蒸氣(zhn q)壓飽和比系統(tǒng)蒸氣(zhn q)壓的過飽和度第21頁/共76頁第二十二頁，共76頁。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頁/共76頁第二十三頁，共76頁。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頁/共76頁第二十四頁，共76頁。25SSp ,VLLp ,V第24頁/共76頁第二十五頁，共76頁。26SdVLdVSLdV = - dV(57)SSLLp dV ,p dVSSLLp dV +p dV0(58)SLp =p(59)第25頁/共76頁第二十六頁，共76頁。27nSSLLSLSLSLp dVp dVd

7、A(60)dAp=pp(61)dVSLp=2(62)rSL1211p=(63)rr第26頁/共76頁第二十七頁，共76頁。28ab第27頁/共76頁第二十八頁，共76頁。29e0e0pGGGeabp0p + pSSSSabe0pSee00SSve0pV dpRTln(67)pV dpV (p + p-p )(68)pV (p + p-p )RTln(69)p2pVRTln(70)rpSGSGaabbSSGGabab(64)(65)(66)第28頁/共76頁第二十九頁，共76頁。30SSve0e0SS00SvSe02Vp =p exp(71)rRTr,p =pVR,kNN2pkTln(72)rp

8、 第29頁/共76頁第三十頁，共76頁。31e0r0,ppe0r0,pp第30頁/共76頁第三十一頁，共76頁。32eSvS120meSLSSL12meSfS120p11kTln(73)rrpT -T11l(74)rrTC11kTln(75)rrC第31頁/共76頁第三十二頁，共76頁。33第32頁/共76頁第三十三頁，共76頁。34第33頁/共76頁第三十四頁，共76頁。35324( )4(76)3vsfrG rgr 2(77)sfcvrg232161( )(4)(78)33sfcccsfvG rrg第34頁/共76頁第三十五頁，共76頁。36第35頁/共76頁第三十六頁，共76頁。37自由

9、焓變化與晶核尺寸的關(guān)系 第36頁/共76頁第三十七頁，共76頁。38過冷度與晶核尺寸(ch cun)的關(guān)系3max22(79)2(80)16()(81)3mvvvmkvkvTTGHHTrHGH 第37頁/共76頁第三十八頁，共76頁。3900 0003ln(82)ln(83)lnln(84)4ln(85)32(86)lnsvkRTf cRTf cnRTRTnGrRTMMrRT 第38頁/共76頁第三十九頁，共76頁。40exp/(87)cJBGkTbAexp/(88)GkTbKexp/exp/(89)cJGkTGkT第39頁/共76頁第四十頁，共76頁。41bVKexp/expA /(90)c

10、GkTkT第40頁/共76頁第四十一頁，共76頁。42第41頁/共76頁第四十二頁，共76頁。43cos(91)cvxvcx第42頁/共76頁第四十三頁，共76頁。44( )()(92)cvcvcvcxcxcxxvVG rgAAA 2(93)cvcvrg 23216(94)3cvccVGrfg第43頁/共76頁第四十四頁，共76頁。45第44頁/共76頁第四十五頁，共76頁。46001/2()()8ln()kNsNNLdNJMppLRTp第45頁/共76頁第四十六頁，共76頁。47第46頁/共76頁第四十七頁，共76頁。4800mssdmdmDk A CCA CCdtdtyiiiFA第47頁/

11、共76頁第四十八頁，共76頁。49第48頁/共76頁第四十九頁，共76頁。50原子被吸附到生長(zhǎng)晶面上,以一定的幾率擴(kuò)散到扭折上，扭折延伸(ynshn)使臺(tái)階得以發(fā)展，晶面逐步鋪開，至一層鋪完。第49頁/共76頁第五十頁，共76頁。51第50頁/共76頁第五十一頁，共76頁。52第51頁/共76頁第五十二頁，共76頁。53第52頁/共76頁第五十三頁，共76頁。54根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，將點(diǎn)陣 空間的分布按正當(dāng)單位(dnwi)形狀的規(guī)定和帶心型式進(jìn)行分類，得到14種型式：第53頁/共76頁第五十四頁，共76頁。55第54頁/共76頁第五十五頁，共76頁。56第55頁/共76頁第五十六頁，共76頁

12、。57第56頁/共76頁第五十七頁，共76頁。58n表表2復(fù)合復(fù)合(fh)添加劑對(duì)共聚酯結(jié)晶速率的影響添加劑對(duì)共聚酯結(jié)晶速率的影響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無機(jī)成核劑用量對(duì)共聚酯結(jié)晶無機(jī)成核劑用量對(duì)共聚酯結(jié)晶(jijng)速率的影響速

13、率的影響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頁/共76頁第五十八頁，共76頁。59第58頁/共76頁第五十九頁，共76頁。60LBG30BcV0L00dwMMMdMk L B VM (1+w )V 0jjLb0b3satsatL0SLcV3S0L3cVSL00LbBB0f(L, )LdLB =k SwwSwM (ww)MMkM(ww)MkMM (1w ) (ww)MMk Sjf(L, )第59頁/共76頁第六十頁，共76頁。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頁/共76頁第六十一頁，共76頁。62第61頁/共76頁第六十二頁，共76頁。63第62頁/共76頁第六十三頁，共76頁。64第63頁/共76頁第六十四頁，共76頁。65第64頁/共76頁第六十五頁，共76頁。66第65頁/共76頁第六十六頁，共76頁。67鹽 a b c Na2SO410H2O 1.116 1 1.238 107

16、45Na2B4O710H2O 1.114 1 1.059 10653PbWO4 1.344 1 1.114 10733Na2SO410H2O% 增稠劑%交聯(lián)劑% 成核劑% 相變溫度 過冷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溫度 18.0 28.0 28.0 30.0 27.3 28.2 23.5過冷 14 4 3.8 2.0 4.7 3.8 8.5第66頁/共76頁第六十七頁，共76頁。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頁/共76頁第六十八頁，共76頁。69第68頁/共76頁第六十九頁，共76頁。70第69頁/共76頁第七十頁，共76頁。71TmTmPLPSLSmPLPSmTTmLSmm2pmLSmccG=H(cc )dTTSdTTHTTurnbullGTcTHTTDubey-RamachandraraoG(1)T2T6T4p4cLp4cLpLdTmcA TdtdTAvTdtmcvBTCAcmB 第70頁/共76頁第七十一頁，共76頁。72n1exp()rCzt第71頁/共76頁第七十二頁，共76頁。73n 1rrdC(1 C )Zntdt0rr0dTdtTTtdC (T)dC (T