ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дислокации и рост кристаллов из "Химия твердого состояния" Значение дислокаций для роста кристаллов следует непосредственно из их топологической природы. Исследования Гиббса, Фольмера и других показали, что фактически невозможно образование нового слоя на завершенной плоскости кристалла с низкими индексами сравнительно насыщенного характера и вообще на любой грани кристалла с полиэдрическим габитусом, если пересыщение недостаточно велико. Это теоретическое заключение подтверждается тем простым наблюдением, что кристаллы часто растут с полиэдрической огранкой. Более свободная диффузия растворенного вещества в направлении к любой выступающей части кристалла или более легкий отвод скрытого тепла от этих мест в пересыщенной или переохлажденной среде должны приводить к тому, что выступающие участки будут находиться в контакте с жидкостью с более высокой степенью пересыщения или переохлаждения, чем менее выдающиеся части поверхности, такие, как центральные части плоских поверхностей. Если бы не имел места тот факт, что поверхность кристалла может оставаться в контакте с пересыщенной или переохлажденной средой, не вырастая, то результатом в таких случаях был бы неизменно дендритный рост. [c.16] Эта теория, которая необходима для объяснения полиэдрического габитуса кристалла, подразумевает также, что если габитус полиэдрический и пересыщение мало (в большинстве систем пересыщение в несколько процентов считается малым), то совершенный кристалл расти не может. Однако кристалл, содержащий винтовую дислокацию, коренным образом отличен от кристалла, имеющего топологию совершенной решетки,в том отношении, что он не состоит из множества слоев, а представляет единственный самоперекрываю-щийся слой и потому не требует образования нового слоя. [c.16] Бургерса. Эта ступень не может исчезнуть, пока там присутствует дислокация. Кристалл может продолжать расти неопределенно долго путем добавления новых молекул к ступени таким образом, эта ступень перемещается вдоль поверхности кристалла. Очевидно, что ступень не будет оставаться прямой в этом процессе, потому что это потребовало бы пропорциональности скорости ее перемещения расстоянию ее от дислокации, тогда как эта скорость фактически почти постоянна. В результате ступень отстает в росте во внешних частях и закручивается в спираль. В конечном установившемся состоянии, которое достигается при однородном пересыщении, расстояние между витками спирали обратно пропорционально пересыщению. Скорость роста обратно пропорциональна этому расстоянию и прямо пропорциональна скорости продвижения витков. Последняя пропорциональна пересыщению, если ступени находятся на достаточном расстоянии друг от друга, но становится независимой от пересыщения, если они достаточно близки, чтобы конкурировать в поглощении материала из среды. Следовательно, скорость роста пропорциональна квадрату пересыщения, если оно мало, и его первой степени при более высоких пересыщениях. [c.17] Теория, качественно описанная здесь, изложена более полно и количественно в других работах [6, 7]. Много примеров такого роста кристаллов непосредственно наблюдалось на опыте. Важно отметить, во-первых, что изучение картин роста кристаллов тложет дать ценные сведения относительно происхождения дислокаций в конкретных кристаллических системах. Ряд данных приводится работе Форти 1,8]. Одним из ее результатов было обнаружение того факта, что плотность дислокаций во многих типах кристаллов, в частности у металлов, существенно ниже вычисленных ранее более косвенными методами. Во многих типах кристаллов расстояния между дислокациями составляют сотни микрон или миллиметры, но для отожженных металлических кристаллов типично расстояние порядка микрона, а при холодной обработке достигается величина порядка 100 А. [c.17] Можно надеяться, что при использовании техники, применяемой при исследовании роста кристаллов, и интерпретации результатов в аспекте теории роста кристаллов удастся достигнуть успехов в выяснении адсорбционных явлений. [c.18] Вернуться к основной статье