Akademik

«Если вещество находится в метастабильном состоянии, то рано или поздно оно перейдет в другое – устойчивое. Например, переохлажденный пар с течением времени конденсируется в жидкость; перегретая жидкость превращается в пар. Этот переход совершается следующим образом. В однородной фазе образуются благодаря флуктуациям небольшие скопления другой фазы; например, в паре образуются капельки жидкости. Если пар является устойчивой фазой, то эти капельки всегда неустойчивы и с течением времени исчезают. Если пар переохлажден, то при достаточно больших размерах появившихся в нем капелек последние оказываются устойчивыми и, с течением времени, будут продолжать расти, делаясь как бы центрами конденсации пара. Достаточно большие размеры капельки необходимы для того, чтобы скомпенсировать энергетически невыгодный эффект появления поверхности раздела между жидкостью и паром. Таким образом, существует определенный минимальный, «критический» размер, которым должен обладать возникающий в метастабильной фазе, как говорят, зародыш новой фазы для того, чтобы он стал центром образования этой фазы. …» [1]

Зародышеобразование, как правило, происходит при метастабильном состоянии исходной системы. Различают гомогенное зародышеобразование (в объеме материнской фазы) и гетерогенное (на посторонних частицах, границах раздела и др.).

Примерами зародышеобразования являются:

• Процесс кристаллизации (образование кристаллов из растворов или расплавов) начинается с процесса зародышеобразования. Если зародышеобразование происходит в объеме фазы, то оно называется гомогенное.
• Образование пузырьков углекислого газа в газированной воде после уменьшения давления в сосуде. Зародышеобразование происходит быстрее и легче на стенках сосуда, границах раздела или инородных частицах (гетерогенное зародышеобразование).
• Зародышеобразование играет важную роль на начальной стадии роста тонких пленок (критический размер островка).

• Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.

1. Ландау Л.Д. и Лифшиц Е.М. Статистическая физика.Часть 1 / § 162. Образование зародышей при фазовых переходах - М.: Наука, 1976 - С. 579