不均質核生成
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/08/13 08:38 UTC 版)
通常、均質核生成よりも不均質核生成の方が発生しやすい。これは不純物・容器の壁などとの境界面で発生し、均質核生成よりも低いエネルギーで核生成が起こる。このような場所では、表面エネルギーが低くなることでエネルギー障壁が低下するために核生成が促進される。これは濡れ性と強く関連しており、接触角が 0°に近いほど核生成をより強く促進する。これに必要な自由エネルギーは、均質核生成の際のエネルギーと、接触角の関数との積になる。 Δ G h e t e r o g e n e o u s = Δ G h o m o g e n e o u s ∗ f ( θ ) {\displaystyle \Delta G_{\mathrm {heterogeneous} }\ =\Delta G_{\mathrm {homogeneous} }*f(\theta )} ここで、 f ( θ ) = 1 2 − 3 4 c o s θ + 1 4 c o s 3 θ {\displaystyle f(\theta )\ ={\frac {1}{2}}-{\frac {3}{4}}cos\theta +{\frac {1}{4}}cos^{3}\theta } エネルギー障壁が低下しているため、必要な過冷度も小さくなる。接触角がクラスタ形状に影響するために、臨界半径は変化しないがクラスタの体積は小さくて済む。 不均質核生成の場合は、壁と流体が離れることで解放されるエネルギーも重要である。例えばペットボトルの表面にCO2の泡が形成されるような場合、水とボトルの接触面が離れることで解放されるエネルギーは、泡と水・泡とボトルの接触面を形成するエネルギーとなる。同じ現象が沈殿粒子の結晶粒界の形成で見られる。また、これは均質核生成に依存する現象である、金属の時効を妨げる。
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