Název:
Experimentální výzkum kinetiky krystalizace v jednosložkovém systému
Překlad názvu:
Experimental study of crystallization kinetics in one-component system
Autoři:
Pivovarská, Lucie ; Špillar, Václav (vedoucí práce) ; Jeřábek, Petr (oponent) Typ dokumentu: Bakalářské práce
Rok:
2017
Jazyk:
cze
Abstrakt: [cze][eng] Hlavním řídícím procesem v magmatických krbech je zejména krystalizace, která ovlivňuje např. eruptivní chování sopek, a nebo také vznik některých ložisek surovin. Krystalizace je kineticky řízený děj, zahrnující především nukleaci a růst krystalů, o jehož mechanismech i rychlostech je relativně málo známo. V této práci byla provedena pilotní sada patnácti kinetických krystalizačních experimentů v jednosložkovém systému, které vznikly tavením a krystalizací diopsidového skla v peci za atmosférického tlaku v rozsahu podchlazení 41 - 450 řC pod teplotu liquidu. Získané experimentální produkty umožnily kvantitativní výpočet rychlostí nukleace diopsidu (18,7 mm-3 s-1 za podchlazení 491 řC) a kvalitativní odhad rychlosti růstu diopsidu (maximálně 8,88 × 10-4 cms-1 při podchlazení 240 řC). Pozorování krystalizačních produktů dále ukazují na růst s krystalograficky omezenou morfologií zrn v celém rozmezí studovaných podchlazení s absencí dendritického růstu. Při vysokých podchlazeních byla pozorována heterogenní nukleace, jejíž roli ale nelze vyloučit v širším rozmezí podmínek. Experimenty zároveň v širokém rozsahu studovaných podmínek vylučují velikostně závislý růst a ukazují na rychlost růstu řízenou v jednosložkovém systému pouze vnějšími intenzivními proměnnými.Crystallization is main internal process in magma chambers and it influences, among other things, the eruptive behavior of volcanoes, or formation of some types of ore deposits. Crystallization is a kinetically controlled process, which includes mainly nucleation and growth of crystals. Despite its importance, mechanisms and rates of crystallization are poorly constrained. In this work, a pilot set of fifteen kinetic crystallization experiments were performed in a one-component pure diopside system. The experiments were performed by melting and crystallization in an atmospheric furnace under various levels of undercoolings ranging from 41 to 450 řC below the temperature of liquidus. The experimental products allowed quantitative calculation of nucleation rates (18.7 mm-3 s-1 under the undercooling of 491 ř C) and qualitative estimate of crystal growth rates (maximum of 8.88 × 10-4 cms-1 at the undercooling of 240 řC). Observations of crystallization products further indicate that the crystal growth occurred on crystallographically defined faces with euhedral morphology over the entire range of undercoolings with absence of dendritic growth. In addition, heterogeneous nucleation was observed at high undercoolings, but cannot be excluded under a broader range of conditions. Experiments also exclude...