Dərslik Sumqayıt Dövlət Universitetinin Elmi Şurasının

13.3.Kristallaşmanın və şüşəəmələgətirmənin

kinetikası
Ərintini soyudarkən,onun şüşəəmələgələn hala çevrilməsi üçün kristallaşmanın sürəti mümkün qədər kiçik olmalıdır. Ona görə də şüşəəmələgəlməsi prosesini təsvir etmək üçün, kinetik mülahizələrdən istifadə olunması həmçinin struktur və termodinamik meyarlaın tətbiqi mühüm əhəmiyyət kəsb edir.

Ümumiyyətlə, soyuyan mayenin kristallaşması prosesi 2 mərhələdə baş verir:

1. 
   Kristallik özəklərin yaranması;
   
2. 
   Sonradan kristalların böyüməsi.
   

Şüşəəmələgəlməsi üçün əlverişli kinetik şərait ondan ibarətdir ki, özəkəmələgəlmə və kristalların böyüməsi çox kiçik sürətlə baş versin. Bir çox hallarda, soyudulmuş mayelərdə, kristal mərkəzlərinin mövcudluğu sayəsində kristalların əmələgəlməsi prosesi asanlaşır. Kristal mərkəzlər kimi mühitdə olan kənar hissəciklər və ya qəlibin (konteynerin) səthi ola bilər. Ona görə də kristallaşma prosesində əsas mərhələ kristalların böyüməsi mərhələsi hesab olunur. kristallaşma sürətinin temperaturdan asılılığı 13.1 saylı şəkildə göstərilib.

Şəkil13.1. Soyudulmuş mayenin kristallaşma

sürətinin temperaturdan asılılığı (Tammana görə )

Ərimə nöqtəsində kristallaşma sürəti sıfıra bərabərdir, sonra o maksimum qiymətə qədər yüksəlir və temperatur aşağı düşdükdə yenidən sıfra qədər azalır. Şəkildə göstərilən əyrini aşağıdakı kimi izah etmək olar.

Ərimə temperaturuna (T_ər) yaxın temperaturlarda kristalların və mayenin sərbəst enerjiləri təxminən eyni olur. Ona görə də kristallaşma prosesinin hərəkətverici qüvvəsi çox kiçik olur və kristallaşma sürəti demək olar ki, sıfıra bərabər olur.

Ərimə temperaturundan aşağı temperaturlarda kristalların sərbəst enerjisi mayenin sərbəst enerjisindən az olur. Ərimənin entropiyasının ( _ər) temperaturdan asılı olmadığını qəbul etsək maye və kristal fazaların sərbəst enerjilərinin fərqi aşağıdakı ifadə ilə xarakterizə oluna bilər:

_ər

Temperaturun T_ər qiymətində

olduğundan

olar.

Buradan

Alarıq ( .

Ərimə temperaturundan aşağı temperaturda kristallaşma sürətinin artması kristalların və mayenin sərbəst enerjiləri arasındaki fərqin böyüməsi və kristallaşma prosesinin hərəkətverici qüvvəsinin artması ilə izah olunur.

Kristallaşma sürətinin temperaturdan asılılığı qrafikində “şüşəəmələgəlmənin təhlükəli zonası” adlandırılan sahə mövcuddur. Bu sahədə kristallaşmanın sürəti maksimal qiymətə malik olur. Əgər maye halında olan kütləni, bu zonanın əhatə etdiyi sahədən aşağı temperatura qədər sürətlə soyutmaq mümkün olarsa, onda sonrakı kristallaşma prosesinin normal getməsinə zəmin yaranar. Bu zaman kinetik cəhətcə müntəzəm şüşə əmələ gəlir.