Морфологическая неустойчивость
Cтраница 1
Морфологическая неустойчивость обусловлена возникновением на фронте роста выступов, которые фиксируются примесями. Об этом свидетельствует ячеистая структура ( рис. 20) [39], которая возникает в системе, содержащей примеси. Возникновение указанной структуры не зависит от формы фронта роста и даже имеет место при изотропной кинетике. [2]
 |
Схема, объясняющая возникновение концентрационного переохлаждения Сгр - расстояние от границы раздела до некоторой точки в расплаве [ 7, с. 79. 66 ]. [3] |
Так или иначе, следствием морфологической неустойчивости плоского фронта кристаллизации является повышенный захват примесей, которые не успевают диффундировать в объем расплава и локализуются между ячейками или дендритами. Указанное явление возникает периодически, сменяясь периодами захвата примесей плоской границей раздела. [4]
Показано [73], что начальное возмущение, приводящее к морфологической неустойчивости поверхности раздела, сначала проявляется вблизи дефектов ( главным образом, границ зерен), а после увеличения скорости роста до критического значения распространяется на соседние области. Локализация примесей по границам зерен и блоков, а также на дислокациях наблюдалась многими авторами как при наличии концентрационного переохлаждения, так и в его отсутствие. Это свидетельствует о прямой зависимости эффективных коэффициентов распределения примесей от структурного совершенства слитка и, прежде всего, от совершенства поверхности раздела жидкой и кристаллической фаз. Было показано [74], что в образовании примесных скоплений при ячеисто-дендритном росте слитка большую роль играет захват расплава разрушенным фронтом кристаллизации. [5]
Многие работы посвящены наблюдению дендритного роста, существование которого качественно подтверждает идею морфологической неустойчивости. [6]
Лучшие с точки зрения производительности и качества кристаллов результаты получены при высоких степенях заполнения в диапазоне давлений 800 - 1500 - 105 Па. Как отмечалось, увеличение температуры синтеза усиливает интенсивность цитриновой окраски, но вследствие морфологической неустойчивости плоскости пинакоида в высокотемпературных гидротермах в пирамиде с нередко появляются игловидные каналы, следующие в направлении оптической оси кристалла. Эти несовершенства являются, пожалуй, единственным дефектом синтетического цитрина, для устранения которого требуется вести процесс перекристаллизации при строго контролируемых значениях термобарических параметров. Значительные ( порядка 0 4 - 0 6 мм / сут) величины скорости роста обеспечивают высокую экономичность производства кристаллов цитрина гидротермальным методом. [7]
 |
Данные о росте цилиндрического кристалла льда. [8] |
Такое соответствие надо признать вполне удовлетворительным, особенно если учесть, что величина у полученная из теории морфологической неустойчивости, есть результат усреднения по всем плоскостям, параллельным оси с, в то время как значение, полученное из данных по зарождению, связано также с другими плоскостями. [9]
Обнаружен эффект индуцирования движущейся границей кристалл - раствор мезофазного перехода изотропный раствор - ламеллярная фаза ЛЖК без приложения внешнего физического поля или специфическою влияния твердокристаллической подложки. Ориентирующее влияние немезогенного кристалла на ЛЖК текстуры оценено по оптической униполярности. Фазовое превращение в ЛЖК вызывает появление морфологической неустойчивости межфазной границы и ведет к образованию различных форм роста немезогенного кристалла, включая фрактальные Показано, что форма роста немезогенного кристалла служит морфологическим индикатором изменения диффузионных свойств среды. [10]
 |
Данные о росте цилиндрического кристалла льда. [11] |
Как уже упоминалось, критерий морфологической устойчивости, выведенный Маллинзом и Секеркой, сводится к критерию концентрационного переохлаждения Тиллера и др. [221] [ см. формулу (22.24) ], если считать справедливым грубое предположение о равенстве градиентов температуры в кристалле и расплаве и не учитывать влияния поверхностной энергии. Следовательно, экспериментальная проверка критерия концентрационного переохлаждения, проведенная Уолтоном и др. [222], подтверждает в тех пределах, в каких справедливы сделанные предположения, и теорию морфологической неустойчивости плоского фронта кристаллизации разбавленного сплава, предложенную Маллинзом и Секеркой. [12]
Как известно, нарастание амплитуды искажений боковой поверхности кристаллов приводит к образованию вторичных ветвей и ветвящихся структур в целом. Влияние шума является центральным моментом при обсуждении возникновения ветвления дендритных кристаллов. Как указывали Мартин и Голденфелд [5], может существовать два механизма ветвления дендри-тов: ветвление из-за детерминированной нестабильности или из-за выделенной амплитуды стохастического шума. Детерминированная нестабильность может быть нелинейной и представлять предельные циклы или может быть просто линейной морфологической неустойчивостью. Шум также генерирует механизм бокового ветвления иглообразного дендрита, так как теории квазистационарного устойчивого роста предсказывают линейную стабильность свободно растущих дендритов в широком диапазоне управляющих параметров. [13]
Страницы: 1