Cтраница 4
Для полной реализации такого механизма требуется преодоление небольшого порогового переохлаждения, ниже к-рого скорость роста ничтожно мала. Как показали эксперименты на салоле и галлии, величина таких пороговых переохлаждений при росте из расплава составляет 0 5 - 1 5 С, а при К. В процессе роста кристалл может содержать винтовые дислокации. Выход такой дислокации на поверхность грани характеризуется наличием спиралевидной ступеньки, закрученной вокруг оси дислокации. Из-за геометрических св-в такая ступенька не может зарастать ( и нет необходимости в образовании двухмерных зародышей), а увеличение кристалла происходит присоединением атомов к ее торцу. [46]
Он может лимитироваться диффузией, кинетикой зародышеобразова-ния на гранях, наличием дислокаций и дефектов в кристаллической решетке. При массовой кристаллизации рост кристаллов происходит, как правило, при значительных пересыщениях. В реальных условиях, кроме пересыщения, на их рост влияет ряд других факторов. Все это делает применение теории роста кристаллов Гиббса-Фольмера в реальных условиях затруднительным, поскольку она построена на предпосылках, относящихся в основном к идеальным системам. Так, например, кинетика роста кристаллов, согласно термодинамической теории Гиббса-Фольмера, определяется образованием двухмерных зародышей. Возникновение же последних связывается с величиной максимального изменения свободной энергии системы 8Fmax, представляющей собой тот энергетический барьер, преодоление которого необходимо для образования зародыша. В реальных условиях величина 8 / определяется не только пересыщением и природой кристаллизующегося вещества, но и состоянием растущей грани, и наличием посторонних примесей. Следовательно, имеет смысл говорить не об одном потенциальном барьере, а по крайней мере о сумме их. Отсюда мы приходим к выводу, что, видимо, нет смысла вообще говорить об энергетическом барьере, поскольку их может оказаться много. К тому же, рост кристаллов может происходить за счет агрегации частиц. С другой стороны, рост отдельных кристаллов может тормозиться благодаря механическому разрушению лх. [47]
Поэтому для получения зависимостей первого типа используют метод двойного потенциостатического импульса. Вначале на электрод задают постоянное перенапряжение в течение времени т, где т - длительность импульса, составляющая от десятых долей миллисекунды до десятков миллисекунд. В течение этого времени на электроде образуются зародыши. Затем перенапряжение снижают до значения, меньшего чем необходимо для образования зародышей, в результате чего происходит только рост образовавшихся зародышей до размеров, видимых в микроскоп. Проводя подсчет возникших зародышей в зависимости от перенапряжения в первом импульсе при постоянном времени импульса, можно получить зависимости In Л - 1 / ч, которые должны быть линейны. Из наклона зависимости определяют коэффициент / Сз и работу, необходимую для образования зародыша. Поскольку двухмерный зародыш в оптический микроскоп не может быть обнаружен, этот метод не используют для изучения процессов кристаллизации с образованием двухмерных зародышей. [48]