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雪結晶の不安定成長における擬似液体層の効果

拟液层对雪晶不稳定生长的影响

基本信息

批准号：
01J05046
负责人：
佐藤加奈子
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J05046/
关键词：
擬似液体層氷結晶成長表面隔解

项目摘要

本年度は、表面エネルギーの異なる結晶が接し、結晶の表面での表面エネルギーが変化する場合、その表面での擬似液体層の形がどのようなものになるのか、その過飽和度依存性を調べた。前々年度に、結晶の角に残った擬似液体が、乾いた結晶面と接する所で作る接触角度について研究したが、これには次のような問題があった。接触角は、擬似液体側の気体液体界面の張力Flvと固体液体界面の張力Fslと、乾いた結晶側の気体固体界面の張力Fsvとがつりあうところで決まる。しかし、氷結晶の場合には、すべての結晶面において、Flv+Fsl<Fsvの関係式が成り立っているので、接触角度は作れない。では、擬似液体のある面と乾いた面の境界ではどのような釣り合いが成り立っているのか?もしくは釣り合いは破れているのか?これに対する答えは、次のようなものになることを私は見つけた。擬似液体層は固体気体の平衡状態で、安定にある厚さをもって存在する。そして、その安定な厚みよりも厚い時には、それを維持するのに必要な気体の蒸気圧は平衡よりも高くなり、薄い時には逆に低くなる。一方、もし擬似液体の表面が正の曲率、つまりでっぱりを持っていると、その表面を維持する蒸気圧は平衡より高くなり、逆に負の曲率、つまりひっこみを持っていると蒸気圧は低くなる。このことから、乾いた面側に擬似液体があれば、蒸気圧は平衡より高くなるが、負曲率の表面を持つことによって高くなった蒸気圧を下げ、平衡を保つことがわかる。反対に、擬似液体のある側では、厚みを薄くして蒸気圧が下がった分、正曲率を表面に持つことによって平衡を保つ。この条件を満たす擬似液体の形は、二つの結晶面の境を中心とするtanh(x)型の関数で表されることがわかった。これにより、蒸気圧(過飽和度)が高くなると、キンクにより近づいていくこと、また、境での擬似液体傾きが、前々年度に研究した接触角度にあたるものとなることなどを得た。この結果は、今後擬似液体の非平衡状態の運動を記述する手がかりになると思われる。

In this year, the dependence of the crystal on the surface of the crystal, the surface of the crystal, the shape of the quasi-liquid layer on the surface of the crystal, and the supersaturation of the crystal were adjusted. The previous year, the crystal angle is similar to the liquid, the dry crystal surface is connected, the contact angle is studied, and the problem is solved. Contact angle: Flv: solid-liquid interface tension: Fsl: dry side: solid-solid interface tension: Fsv: dry side: dry side In the case of crystallization, the relationship between the crystal plane and the contact angle of Flv+Fsl<Fsv is establishedでは、拟似液体のある面と干いた面の境界ではどのような钓り合いが成り立っているのか?もしくは钓り合いは破れているのか? The answer is yes. The quasi-liquid layer exists in the equilibrium state and stable state of the solid state. The pressure balance of the gas must be high and low when it is stable. The surface of a quasi-liquid has a positive curvature, a negative curvature, a negative curvature, and a low vapor pressure. The surface of the surface is quasi-liquid, the vapor pressure is balanced, the surface of the negative curvature is balanced, and the vapor pressure is balanced. Opposite, quasi-liquid side, thick, thin, vapor pressure, positive curvature, surface, balance This condition is similar to the liquid shape, the crystal plane of the second phase, the center of the tanh(x) type, and the number of the surface. The temperature of the liquid is higher than the temperature of the liquid. The result is a description of the motion of quasi-liquid in non-equilibrium state.