結晶動力學PPT(論文專用)

1、1212112lnrrRTMPP1212SSPP1212112lnrrRTMSS 對球形顆粒而言： Mrn/343 、M 結晶物質的密度和摩爾質量 若濃度變化范圍不大，活度系數(shù)可視為不變，即1 = 2，則： MSSRTrGv/)/ln(3403 由于溶液過飽和度降低引起的吉布斯自由能減少為： lssrG24 vsGGG MSSRTrrls/)/ln(344032 （式12-6） 臨界半徑：將G對r 微分，同時令d(G)/dr = 0，得： )/ln(/20*SSRTMrls （式12-7） 形成臨界半徑晶核的G：將式12-7 代入式12-6，得： 202max)/ln(/316SSRTMGls

2、 （式12-8） 影響臨界半徑r*及形成臨界半徑晶核的吉布斯自由能的因素 固-液界面張力兩相間界面張力小時，臨界半徑及生成晶核所需的能量都小，易于自動成核； 晶體的密度較大的密度有利于自動成核； 過飽和率（S/S0）溶液過飽和率大時，r*及Gmax都小，易于自動成核。 均相成核速度 定義：單位時間內單位體積過飽和溶液中產生的晶核數(shù)： )/(expmaxRTGkJ （式12-9） Gmax形成臨界晶核所需的吉布斯自由能； k比例常數(shù)。 當形成球形晶核時，由式12-8和式12-9得： 203223/ln)(316expSSRTMkJls （式12-10） 影響成核速度的因素 增大過飽和率（S/S0

3、）有利于提高成核速度。 溫度升高，原子遷移加劇，有利于成核。 但溫度升高，某些物質的溶解度增加，不利于成核； 有些物質的溶解度降低，則有利于成核。 IdtmRNt0)1 ( tcryNmdm 若球形晶體半徑的增長速率為v，則t時間后晶體的質量為： 3)(34vtmcry (式12-13) 晶體的密度。 將式12-11和式12-13代入式12-12，兩邊同除以m0，得： IdtRtvmdm)1 (34330 (式12-14) 由于R = m/m0，dR = dm/m0，代入式12-14得結晶生長過程動力學方程的微分表達式： IdtRtvdR)1 (3433 (式12-15a) 或： IdttvR

4、dR33341 (式12-15b) 當溶液中存在有多種離子時，加入反號離子沉淀劑，則溶度積小者優(yōu)先沉淀析出。 25時CuS 的溶度積 = 7.941037， NiS 的溶度積 = 3.981020。 向NiSO4溶液中加入S2離子，可以選擇性地將雜質銅以硫化物沉淀形式除去。 當溶液對各離子的過飽和度都極大或者溶液中不同離子沉淀的溶度積相差不大時，離子往往以共沉淀的形式結晶析出。 稀土元素性質極為相似，它們的氫氧化物、草酸鹽等的溶度積相差無幾，總是共同沉淀形式析出 。 加入晶種成為結晶核心 迅速降低過飽和度 抑制成核 有利于得到粗粒。 有些添加劑可以在晶體表面吸附 抑制晶體(某些晶面)的生長 有利于得到粗粒。 結晶微環(huán)境的影響 如：在微乳液中的沉淀過程。 陳化的影響 小顆粒逐漸溶解，大顆粒自動長大。 溶液的過飽和度和離子強度 影響晶體中不同晶面的表面能 表面能高的晶面，生長快，在最終形貌中不顯露； 表面能低的晶面，生長慢，在最終形貌中顯露。 BaSO4結晶的形貌（圖12-3） 。 溶液條件（如pH、濃度等） 隨著溶液條件的不同， 溶液中的離子呈不同的離子或離子團