接触模式和浸没模式下非均相晶体成核的热力学
统计力学
2016-09-28 v1 其他凝聚态物理
软凝聚态物质
摘要
液滴中非均相晶体成核最引人入胜的问题之一是其接触模式（外来粒子假定与液滴表面存在某种接触）相比于浸没模式（粒子浸没在液滴中）的显著增强。许多非均相中心在作为接触模式或浸没模式作用时具有不同的成核阈值，表明不同模式的机制实际上可能不同。这种增强背后的物理原因在很大程度上仍不清楚。在本文中，我们提出了一个模型，用于描述接触模式相比浸没模式下非均相晶体成核的热力学增强。为了确定液滴表面是否能以及如何热力学地刺激其非均相结晶，我们通过推导并比较这两种情况下晶体核形成的可逆功，来考察浸没模式和接触模式下的晶体成核。作为数值说明，所提出的模型被应用于 T=253 K 时水滴中通用宏观外来粒子上的 Ih 晶体的非均相成核。我们的结果表明，液滴表面确实在热力学上有利于接触模式而非浸没模式。令人惊讶的是，我们的数值评估表明，来自三个水相（气 - 液 - 晶）接触的线张力对该增强的贡献可能与表面张力的贡献处于同一数量级，甚至更大。
引用
@article{arxiv.0804.0215,
title = {Thermodynamics of heterogeneous crystal nucleation in contact and immersion modes},
author = {Y. S. Djikaev and E. Ruckenstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:0804.0215},
year = {2016}
}