Определение кинетики, вида и механизма роста кристаллов висмутсодержащих растворов в зависимости от концентрации, страница 10

Рисунок 3.9 – Изменение размера кристалла нитрата Bi(NO₃)₃–La(NO₃)₃ с концентрацией раствора 0,9 г/мл от времени

Из рисунка 3.9 видно, что размер кристалла с течением времени в продольном направлении увеличивается с 5 до 190 мкм, в поперечном – от 5 до 50 мкм. Изменение скорости роста кристаллов приведено на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10 – Изменение скорости роста кристалла нитрата Bi(NO₃)₃ – La(NO₃)₃ с концентрацией раствора 0,9 г/мл с течением времени

Из рисунка 3.10 видно, что скорость роста кристаллов в продольном направлении изменяется от 0,3 до 6 мкм/с, в поперечном изменяется от 0,2 до 1,8 мкм/с.

Процесс затвердевания капли нитрата Bi(NO₃)₃ – La(NO₃)₃  с концентрацией раствора 0,8 г/мл показан на рисунке 3.11.

        

Рисунок 3.12 – Кристаллы нитрата Bi(NO₃)₃ – La(NO₃)₃ с концентрацией раствора 0,8 г/мл

Таблица 4 – Расчёт скорости роста кристалла нитрата Bi(NO₃)₃–La(NO₃)₃ с концентрацией раствора 0,8 г/мл

Время, с	Размер кристалла на экране, мм		Размер кристалла, мкм		Скорость роста, мкм
	Продольное направление	Поперечное направление	Продольное направление	Поперечное направление	Продольное направление	Поперечное направление
0	0	0	0	0	-	-
20	15	4	157,8947	42,10526	7,894737	2,105263
40	15	5	157,8947	52,63158	7,894737	2,631579
60	15	6	157,8947	63,15789	7,894737	3,157895
80	16	7	168,4211	73,68421	8,421053	3,684211
100	16	8	168,4211	84,21053	8,421053	4,210526
120	17	9	178,9474	94,73684	8,947368	4,736842
150	17	11	178,9474	115,7895	5,964912	3,859649
180	17	13	178,9474	136,8421	5,964912	4,561404
210	18	15	189,4737	157,8947	6,315789	5,263158
240	19	17	200	178,9474	6,666667	5,964912
270	19	18	200	189,4737	6,666667	6,315789
300	19	19	200	200	6,666667	6,666667
330	20	21	210,5263	221,0526	7,017544	7,368421
360	21	23	221,0526	242,1053	7,368421	8,070175
390	21	25	221,0526	263,1579	7,368421	8,77193
420	22	26	231,5789	273,6842	7,719298	9,122807
450	22	28	231,5789	294,7368	7,719298	9,824561
480	23	30	242,1053	315,7895	8,070175	10,52632
510	23	31	242,1053	326,3158	8,070175	10,87719
540	23	32	242,1053	336,8421	8,070175	11,22807
570	24	33	252,6316	347,3684	8,421053	11,57895
600	25	34	263,1579	357,8947	8,77193	11,92982
660	25	37	263,1579	389,4737	4,385965	6,491228
720	26	39	273,6842	410,5263	4,561404	6,842105
780	26	40	273,6842	421,0526	4,561404	7,017544
840	26	41	273,6842	431,5789	4,561404	7,192982
900	26	42	273,6842	442,1053	4,561404	7,368421
1020	27	44	284,2105	463,1579	2,368421	3,859649
1140	27	45	284,2105	473,6842	2,368421	3,947368
1260	27	47	284,2105	494,7368	2,368421	4,122807

1 – продольное направление; 2 – поперечное направление

Рисунок 3.13 – Изменение размера кристалла нитрата Bi(NO₃)₃–La(NO₃)₃ с концентрацией раствора 0,8 г/мл от времени

Из рисунка 3.13 видно, что размер кристалла с течением времени в продольном направлении увеличивается с 157 до 280 мкм, в поперечном – от 40 до 500 мкм. Изменение скорости роста кристаллов приведено на рисунке 3.14.

1 – продольное направление; 2 – поперечное направление

Рисунок 3.14 – Изменение скорости роста кристалла нитрата Bi(NO₃)₃ – La(NO₃)₃  с концентрацией раствора 0,8 г/мл с течением времени

Скорость роста кристаллов на рисунке 3.14 в продольном направлении изменяется от 2 до 8 мкм/с, в поперечном изменяется скачкообразно от 8 до 12 мкм/с.

Исходя из полученных данных можно заключить, что средний размер формирующихся кристаллов при понижении концентрации раствора от 1 г/мл до 0,8 г/мл увеличивается в продольном направлении от 86 мкм до 205 мкм, в поперечном – от 21 мкм до 191 мкм. Скорости роста кристаллов повышаются в продольном направлении от 6,7 до 8,78 мкм/с, в поперечном направлении – от 1,3 до 2,9 мкм/с.

Рисунок 3.15 – Кристаллы нитрата Bi(NO₃)₃ – La(NO₃)₃

Выводы

1. Кристаллизация в системе Bi(NO₃)₃–La(NO₃)₃  протекает с формированием винтовой дислокации.

2. Средний размер формирующихся кристаллов в системе Bi(NO₃)₃–La(NO₃)₃ при понижении концентрации раствора от 1 г/мл до 0,8 г/мл увеличивается в продольном направлении от 86 мкм до 205 мкм, в поперечном – от 21 мкм до 191 мкм. Скорости роста кристаллов повышаются в продольном направлении от 6,7 до 8,78 мкм/с, в поперечном направлении – от 1,3 до 2,9 мкм/с.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Sammes, N.M. Bismuth Based Oxide Electrolytes – Structure and Ionic Conductivity / N.M. Sammes, G.A. Tompsett, H. Näfe // J. of European Ceramic Society. – 1999. –V.19. –P.1801-1826.