Кинетика зародышеобразования

Так как центрами кристаллизации служат различные дефекты поверхности, то скорость образования на них зародышей не одинакова, и в общем случае количество вскрытых зародышами центров кристаллизации является функцией времени, прошедшего от начала процесса. Принято различать два типа зародышеобразования на центрах роста – мгновенную и прогрессирующую нуклеации.

Мгновенная нуклеация соответствует ситуации, когда зародышеобразование протекает с очень высокими скоростями и за очень маленький промежуток времени на подложке образуется N₀ устойчивых зародышей одинакового размера и далее их количество не изменяется в течение всего времени кристаллизации осадка.

Кинетические уравнения для количества центров кристаллизации при мгновенной нуклеации описываются d - функцией:

при t <θ N=0

и при t>θ N = N₀ (4.7)

где θ – индукционный период.

Скорость образования зародышей определяется выражением:

(4.8),

в котором А –удельная константа скорости зародышеобразования (в расчете на 1 зародыш).

Прогрессирующая нуклеации наблюдается в случаях, когда скорость зарождения изменяется во времени. Например, при не одинаковой активности центров роста, скорость образования зародышей будет максимальной в момент начала образования зародышей и далее будет уменьшаться по экспоненте

(4.9),

где N- предельное количество зародышей, равное всему количеству центров кристаллизации на подложке.

Количество зародышей будет увеличиваться со временем, после начала зародышеобразования:

(4.10)

Выражение (4.9) является общим законом зародышеобразования. Очевидно, что мгновенная нуклеация наблюдается при Аt>>1 и .

Если выполняется условие k₁t << 1, то соблюдается линейный закон нуклеации: (4.11)