Форма - растущий кристалл
Cтраница 2
Кроме того, определенное влияние на реальную форму монокристаллов оказывают капиллярный эффект и изменения теплового поля. Однако полученные закономерности сохраняются. Если известно взаимное расположение изотерм и осей, то можно определить и форму растущего кристалла. На рис. 33 ( для случая выращивания по [111] без учета образования явных граней) приведены результаты анализа влияния радиального градиента температуры и наклона оси выращивания к [111] на форму монокристаллов при выпуклых ( 1 - 6) или вогнутых ( 8 - 12) изотермах вблизи фронта кристаллизации. [17]
Например, из пересыщенных паров металлов удается выращивать так называемые усы - тончайшие волокнистые монокристаллы, практически лишенные дефектов и обладающие чрезвычайно высокой прочностью, близкой к теоретической. Вполне возможно, что на основе аналогичных приемов удастся получить прочные волокна и из высокомолекулярных соединений. Большую роль при этом могут сыграть поверхностно-активные добавки, обладающие способностью модифицировать форму растущих кристаллов, тормозя рост тех граней, которые избирательно адсорбируют добавленные вещества. [18]
Теоретическое представление Френкеля о движении изолированных атомов по поверхности растущего кристалла прочно вошло в физику твердого тела. Движение мигрирующих атомов приводит к росту грани с двух сторон и к изменению формы растущего кристалла. [19]
Поэтому в величину перенапряжения разряда иона металла входит также-работа десорбции посторонних частиц, или работа преодоления энергетического барьера через пленку, или работа образования нового зародыша. Это свое предположение авторы подтверждают рядом работ, проведенных в широком интервале температур. Авторы показали, что с повышением температуры электролита перенапряжение осаждения железа снюкается, резко изменяется форма растущих кристаллов, что указывает на то, что при высоких температурах преобладает концентрационная поляризация, вследствие устранения ингибирования электрод становится обратимым. [20]
В начале, когда жидкого металла достаточно, растущие кристаллы не встречают препятствий со стороны соседних. Поэтому растущие кристаллы сохраняют правильную геометрическую форму. Увеличиваясь в размерах, кристаллы сталкиваются и рост их в местах соприкосновения прекращается, но продолжается там, где еще есть свободный расплавленный металл. В результате этих столкновений правильность формы растущих кристаллов нарушается. Получаются группы кристаллов измененной формы, называемые зернами. При этом, однако, сохраняется правильность внутреннего строения каждого отдельного кристалла. [21]
 |
Зависимость скорости образования зародышей ti и скорости роста кристалла у и в переохлажденной среде от температуры. [22] |
Зародившиеся кристаллы продолжают свой рост по закономерностям, которые обусловливают строго периодическое повторение в расположении частиц и строго определенную геометрическую форму кристалла. При росте кристалла всегда соблюдается следующая закономерность: размер грани кристалла тем больше, чем меньше скорость ее роста. Именно поэтому изменение температуры и концентрации раствора, т.е. степени его пересыщения, приводит к образованию кристаллов самого различного внешнего вида для одного и того же соединения. По мере приближения системы к состоянию равновесия форма растущего кристалла приближается к равновесной, т.е. такой, которая отвечает минимуму суммарной поверхностной анергии граней. [23]
После того как кристаллический зародыш достиг размера выше критического, дальнейший его рост в идеальных условиях будет определяться осаждением на нем растворенного вещества из пересыщенного маточного раствора. Между поверхностью растущего кристалла и толщей однородного маточного раствора образуется слой, в котором концентрация растворенного вещества постепенно, по мере осаждения его на гранях кристалла, убывает, и раствор из пересыщенного становится насыщенным. При этом плотность раствора в прилегающем к поверхности кристалла слое умень-дыается, ион начинает перемещаться вверх; при растворении кристалла плотность раствора увеличивается и он перемещает-ся вниз. В результате происходит перемешивание раствора ( конвекционные токи или концентрационные токи растворения), которое может привести к искажению формы растущего кристалла, если в предповерхностном слое раствора не будет восстановлено стабильное пересыщение. Однородность пересыщения может быть достигнута перемешиванием раствора или диффузией от пересыщенного маточного раствора с концентрацией С к поверхностному насыщенному слою с концентрацией с. [24]
Сущность гипотезы состоит в следующем. В процессе выплавки и разливки стали, содержащей кремний, при определенных условиях образуется моноокись кремния, SiO, которая является поверхностно активной примесью, поглощаемой границами зерен и фаз. При определенных условиях ( при нагреве) SiO может растворяться в твердом растворе, оказывая существенное влияние на его свойства. Моноокись кремния может оказывать сильное влияние на процессы кристаллизации ( в жидком и твердом состояниях), способствуя образованию вытянутых пластинчатых кристаллов, что связано с ее способностью изменять механизм кристаллизации и форму растущих кристаллов. [25]
Страницы: 1 2