２つの球状粒子のネッキングについての問題

質問

[曲率半径がRの粒子の表面蒸気圧Ｐは、P ∝ 1/Rの関係にある。２つの球状粒子が熱処理で接合してネッキング起こすと、ネック部分に物質が移動し始める。その現象を蒸気圧と曲率半径の関係から説明せよ]　という問題があったのですが、参考書をよんでもわからなかったので教えてください。

回答No.1

Massy57

どのような回答が期待されているのか、判りかねますが、同じ大きさの二つの粒子が熱処理で結合され、一つの粒子になるという現象はよく知られています。ネック部での物質移動現象を、表面蒸気圧と粒子径との関係から説明せよとのことなので、ない知恵をしぼってみました。全く同じ大きさということはあり得ませんので、粒子１の半径をR1、粒子2の半径をR2とし、
R1>R2であえるとします　粒子1表面の平衡蒸気圧はP1=k/R1であり、粒子2表面の平衡王気圧はP2=k/R2　R1>R2なので
それぞれの粒子の表面の平衡蒸気圧はP1<P2という関係にあります。則わち大きな粒子よりも小さな粒子の表面の平衡蒸気圧が大きい、ということは小さな粒子の表面から蒸発した物質が、大きな粒子の表面に凝縮することになり、物質は小さな粒子から大きな粒子に移動することになります。結果として小さな粒子は大きな粒子に吸収されることになります。

この現象は、粉末冶金の、もっとも基本的なオストワルド成長なのですが、通常は、それぞれの粒子の表面エネルギーで説明しているはずで、このような設問の気相を通じての現象ではない（少なくとも気相の寄与率は極めて低い）と思います。

「そもそもお尋ねの真意を誤ってとらえており、なにかとんでもないおかしな回答をしているのでは」という感想が拭えませんん。　リタイヤした粉末冶金研究者より。、