形成晶核后,就構(gòu)成了晶體-介質(zhì)的界面,(晶體顯微鏡)界面狀態(tài)直接影響在晶面上發(fā)生的晶體生長(zhǎng)過(guò)程。
晶體生長(zhǎng)具有空間的不連續(xù)性,(硅酸鹽晶體顯微鏡)即晶體生長(zhǎng)只發(fā)生在系統(tǒng)的局部,在系統(tǒng)中產(chǎn)生大于臨界尺寸的晶核以后,晶體就開(kāi)始在界面上進(jìn)行生長(zhǎng)。晶體生長(zhǎng)時(shí),結(jié)晶物質(zhì)要輸運(yùn)到相界面,并通過(guò)相界面配布到晶體上應(yīng)占據(jù)的位置。結(jié)晶物質(zhì)占據(jù)晶體中位置的同時(shí)所釋放出來(lái)的能量要通過(guò)相界面向外輸運(yùn)。
總之,一切對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響因素,常在相界面反映出來(lái),所以相界面的結(jié)構(gòu)是和晶體生長(zhǎng)密切相關(guān)的問(wèn)題。
從品體構(gòu)造觀點(diǎn)看相界面(硅酸鹽水泥顯微鏡),可分為階梯面、粗糙面和光滑面三種,這三種相界面的結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。
熔體中局體生長(zhǎng)時(shí),相界面一般為租撤面,在粗糙面上的每一個(gè)位置,都可以認(rèn)為是晶體生長(zhǎng)位置。在此情況下,二維成核的晶體生長(zhǎng)已不已不是品體生長(zhǎng)的唯一形式,結(jié)晶物質(zhì)以單個(gè)構(gòu)意單位、,線核,而核,基至品核、被品的形式,從母相中經(jīng)過(guò)界面配布于及結(jié)晶熱(結(jié)晶時(shí)所釋放出的熱能)經(jīng)過(guò)界面向外輸運(yùn),晶體生長(zhǎng)界面逐步向外推移。
1958年,杰克遜(K.A.Jackson)提出了一種描述晶面結(jié)構(gòu)的晶格模型,只考慮晶相表層與界面上的兩層相互作用,因此也叫雙層模型。假設(shè)的條件是:
①將體系中各原子區(qū)分為晶相原子和流體相原子;
②界面層內(nèi)所包含的全部晶體相與流體原子都位于晶格座位上;
③晶體原子與流體原子之間無(wú)相互作用;
④流體原子間無(wú)相互作用;
⑤晶相原子只考慮與其最近鄰之間的作用;
⑥忽略了界面層內(nèi)原子的偏聚效應(yīng)等。
雙層模型只考慮晶體最表層及最鄰近的一層介質(zhì)流體層,因此具有一定的局限性。
實(shí)際界面可能是由多層晶體層及流體層組成,因此,特姆金(Temkin)于1966年提出了多層模型。多層模型中考慮的是n層中的每一層流體的晶體原子分?jǐn)?shù),并引入第n層與第n+1層的關(guān)系。這樣,就可以在熱平衡狀態(tài)下確定界面的擴(kuò)散度,也就是界面是銳變還是彌散的問(wèn)題。
晶體生長(zhǎng)最快的面是面網(wǎng)密度小的面,但這種面在晶體生長(zhǎng)的過(guò)程中不是變得相對(duì)的小就是消失,晶體生長(zhǎng)到最后,總是被生長(zhǎng)速度?。疵婢W(wǎng)密度大)的晶面所包圍。晶體生長(zhǎng)的最終外形,取決于晶體構(gòu)造單位之間的鍵能。同時(shí),晶體生長(zhǎng)時(shí)的客觀環(huán)境,如熔體過(guò)冷度和熔體黏度/熔體組分及其均勻性等也直接影響甚至規(guī)定了晶體的外部形態(tài)。
上海蒲柘光電光學(xué)顯微鏡