ЭВОЛЮЦИЯ АНСАМБЛЯ СФЕРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ В ПЕРЕОХЛАЖДЕННОМ ОДНОКОМПОНЕНТНОМ РАСПЛАВЕ

Аннотация

В представленной работе изучен процесс нуклеации и роста сферических кристаллов на начальной и промежуточной стадиях объёмной кристаллизации в метастабильных жидкостях (переохлаждённых расплавах и пересыщенных растворах). Интегродифференциальная модель балансового и кинетического уравнений с соответствующими граничными и начальными условиями сформулирована с учётом нестационарного поля температуры/концентрации вокруг каждой эволюционирующей частицы (с учётом нестационарной скорости её роста). Модель решается с помощью метода седловой точки для вычисления интеграла лапласовского типа в параметрической форме. Функция распределения частиц по радиусам, переохлаждение/пересыщение жидкости, общее количество частиц в жидкости и их средний размер найдены аналитически. Переохлаждение расплава (пересыщение раствора) уменьшается со временем из-за выделения растущими кристаллами скрытой теплоты фазового превращения. Функция распределения частиц по радиусам ограничена максимальным размером кристаллов и со временем смещается в сторону больших размеров в результате нуклеации новых кристаллов и роста уже существующих кристаллов.