碘化銀作為冰晶異質核化的人工冰核。Tarnbull和Vonnegut(1952)研究表明，人工冰核的核化能力，取決於它具有改變吸附水分子的取向並形成類冰結構的程度。人工冰核晶體的晶格參數愈接近於冰，其原子排列與凍的錯位愈小，則與凍的界面應力也愈小，冰晶在其上取向附生增長時的能障也愈低。
基本介紹
- 中文名：碘化銀人工複合冰核
- 外文名：Iodine Synthetic Ice Nuclei
- 屬性：冰晶異質核化的人工冰核
- 原理：吸附水分子的取向並形成類冰結構
- 作用機制：凝結-凍結機制產生部分冰晶
- 套用：NEI的TB-1焰彈
簡介,原理,製備,機制,
簡介
碘化銀作為冰晶異質核化的人工冰核。Tarnbull和Vonnegut(1952)研究表明，人工冰核的核化能力，取決於它具有改變吸附水分子的取向並形成類冰結構的程度。人工冰核晶體的晶格參數愈接近於冰，其原子排列與凍的錯位愈小，則與凍的界面應力也愈小，冰晶在其上取向附生增長時的能障也愈低。
原理
1946年美國學者Schaefer和Vonnegut先後發現乾冰和碘化銀可作為高效的冷雲催化劑，從而揭開了人類歷史上實現具有科學性的人工影響天氣的新篇章。Vonnegut(1949)還最早創建製備Agl氣溶膠發生系統——燃燒用碘化銨(NH4I)作為增溶劑的碘化銀丙酮溶液。該燃燒產物為具有相當純度的Agl，在製備過程中僅沾染痕量的吸濕性鹽份，該方法目前國內有些地方仍在使用。
製備
Vonnegut和Chessin(1971)在實驗室製備了Agl-AgBr的複合冰核氣溶膠，其晶體中高達30%的碘原子用溴原子取代，可提高成核率一個數量級。Passarelli(1973,1974)等以銅原子取代部分銀原子，使純Agl與冰結構之間的不吻合性得以減小，最好的結晶配方為Cul2-3Agl，它可構成最有效的銀、銅-碘人工核催化劑。Sax等(1979)初步把NEI的TB-1焰彈在較高溫度下成核率高，歸之於在粘合劑中含有少量Cl原子，即含有Agl和AgCl的混合物，但並未具體檢測其中的Cl含量。DeMott等對NEI的TB-1焰劑中的Cl含量進行了測定，並明確提出Agl-AgCl複合核的概念。採用Agl-NH4I-NH4ClO4-丙酮-水的燃燒系統，生產Agl-AgCl複合核氣溶膠，其成核率在-12℃時比Agl與NH4I生成的純Agl氣溶膠高出一個量級；在-6℃高3個量級。他們還利用化學動力學方法，通過雲室試驗決定Agl-AgCl複合冰核產生冰晶的速率，進而根據云室參數(溫度、含水量)的變化情況確定Agl-AgCl為接觸核化機制。
機制
酆大雄等(1990)對Agl·NH4I、Agl·AgCl和Agl-Agcl-4NaCl在水面欠飽和條件下的成冰性能進行研究，發現Agl·NH4I只起凝華核化作用，而後兩者除凝華核化作用外，還可通過凝結-凍結機制產生部分冰晶，其中以Agl-AgCl-4NaC1的成核率最高，Agl·AgCl次之，Agl·NH4I最低。而且它們均存在一個成核率變化劇烈的轉折溫度。高於此值，成核率迅速下降，相應轉折溫度分別為-12、-14和-16℃，說明Agl-Agcl-4NaCl在水面欠飽和條件下，在成核率和活化溫度兩方面均具有顯著優點。
其後，各國學者又對碘化銀複合核開展了大量研究工作，主要集中在向純碘化銀中添加吸濕性物質，形成碘化銀微粒附著在吸濕性顆粒物上，從而改善碘化銀人工冰核的成冰特性，尤其是提高在較高溫度下的成核率。
