Механизм нуклеации (образование центров кристаллизации)

МЕХАНИЗМ НУКЛЕАЦИИ (ОБРАЗОВАНИЕ ЦЕНТРОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ) [c.163]

Двумерная поверхностная нуклеация. Еще в 1878 г. Гиббс [41] предположил, что рост кристалла происходит посредством образования на кристаллической грани центров кристаллизации в виде однослойных островков, которые затем быстро растут до границ грани. Фольмер [42], Коссель [43] и Странский [44] вывели теоретические уравнения для скорости роста, исходя из двумерного механизма образования центров кристаллизации. Для такого образования центров кристаллизации необходимо наличие критической степени пересыщения процесс образования центров кристаллизации при этом повторяется для каждого нового слоя кристаллов. Следовательно, такой механизм роста кристаллов имеет место лишь в том случае, когда концентрация превысит некоторый определенный критический уровень пересыщения, при низких значениях пересыщения он невозможен. Так, Фольмер и Шульц [45] показали, что кристаллы нафталина, ртути и фосфора могут быть выращены из пара при пересыщении всего в 1%. Если механизмом роста было двумерное образование центров кристаллизации, то при таком пересыщении рост происходил бы только за счет атомов, попадающих на плоскую поверхность в соответствующее положение благодаря термическому возбуждению, и скорость роста должна быть в 10 ° ° ниже [46], чем наблюдаемая в действительности Как было показано, при низких значениях пересыщения рост может происходить за счет винтовой дислокации. [c.169]

Скорость атермальной нуклеации возникает вследствие дифференцирования объема ij , уменьшающегося при охлаж дении расплава. Этот механизм заключается в образовании центров кристаллизации из дозародышей при постоянной функции распределения / вследствие снижения потенциального барьера нуклеации и уменьшения размера критического зародыша вследствие понижения температуры расплава. [c.16]

Следует различать гомогенное (или спонтанное) образование центров кристаллизации и гетерогенное (или индуцированное). При гомогенной нуклеации в пересыщенном растворе образуется группа ионов или молекул, размер центра которой равен необходимому для кристаллизации в данных условиях. При гетерогенной нуклеации образованию критического скопления способствует другая фаза (например, частица пыли). В аналитических реакциях осаждения гомогенная нуклеация если и встречается, то очень редко, и происходит лишь в случае, если степень пересыщения до стигает большого значения. К сожалению, основная часть гипотез относящихся к трактовке механизма нуклеации, имеет в виду го могенный процесс те же гипотезы, которые относятся к гетероген ному процессу, развиваются с трудом. Согласно Оствальду [21] пересыщенный раствор может быть метастабильным иначе говоря он может остаться в гомогенном состоянии бесконечно долго, до тех пор, пока в него не введут подходящую затравку с центрами кристаллизации. При пересыщении выше определенной величины (предел метастабильности) раствор рассматривался как лабиль- [c.163]