Вестник Кольского научного центра РАН. 2011, №1.

флуктуацией на границе раздела фаз и с присутствием примесей в расплаве, влияя на кинетику кристаллизации, может продвигаться вперед, оставаться неподвижным и даже отодвигаться назад [7]. Такой механизм кристаллизация (ритмический) обязан вариациям скоростей выделяемого и удаляемого тепла из кристаллизующейся системы. Рис. 1. Зависимость изменения энтальпии соединения от температуры Таблица 1 Величина скрытой теплоты кристаллизации некоторых минералов (в интервале стандартные условия - температура плавления) Соединение ТплК ЛНПЛ. -АН°298. Е АН = АНпл. + АН [от 298 до Тпл] Е АН, % АНпл. от Е АН кДж/моль кДж/г NaAlSi3O8 1391 59.280 3934.600 379.177 1.446 15.63 CaAlSi2O6 1830 81.000 4233.479 555.253 1.996 14.59 Mg2SiO4 2171 71.000 2171.830 399.978 2.843 17.75 Fe2SiO4 1490 92.170 1478.199 306.620 1.505 30.06 MgSiO3 1850 75.000 3090.298 457.098 1.138 16.41 CaSiO3 1817 56.070 1627.668 238.490 2.053 23.51 CaMgSi2O6 1664 77.140 3201.626 403.506 1.872 19.18 NaAlSiO4 1796 45.100 2095.008 245.412 1.728 18.38 CaTiSiO5 1670 125.85 2595.548 386.559 1.972 32.04 TiO2 2130 69.000 944.191 205.012 2.566 33.66 2iO2 Si 1883 8.514 910.882 116.031 1.931 7.34 Периодичность такого интересного процесса создает в системе режимы колебаний скорости кристаллизации и температуры [8, 9]. Например, в открытой системе (излияние расплава на поверхность) такие колебания отсутствуют. Периодические изменения температуры в двухфазной зоне становятся причиной выравнивания и перераспределения химического состава расплава перед поверхностью раздела фаз. В результате диффузии* компонентов в жидкой фазе, при определенных условиях, может способствовать даже избирательному концентрированию примесей [10]. По мере продвижения фронта кристаллизации и отторжения (вытеснения) молекул обратно в расплав примесь распределяется в нем в зависимости от скорости их диффузии. В результате создается слой повышенной концентрации примесей. Скорость отторжения примесей от фронта кристаллизации в объем расплава и их концентрирование является функцией скорости удаления скрытой теплоты кристаллизации и, соответственно, скорости кристаллизации. Механизм этого процесса проявляется в снижении скорости кристаллизации из-за создания на межфазной поверхности обогащенного примесного слоя из второстепенных компонентов, затрудняя проход основных молекул расплава. * В качестве иллюстрации механизм объемно-молекулярной диффузии компонентов можно сопоставить с процессом постепенного концентрирования масла над водой в верхней части сосуда после его взбалтывания. 32