Зародыш кристаллический двумерный

Дальнейшим развитием молекулярно-кинетической теории роста и растворения кристаллов является дислокационная теория. Теория несовершенного роста кристаллов, или теория дислокаций [363— 368], является современной теорией и претендует на наиболее полное описание роста кристаллов из газовой фазы. Она объединяет все лучшее из существовавших до нее теорий. Основная идея ее заключается в том, что плоским двумерным зародышем новых атомарных или молекулярных слоев является дислокация — чисто геометрическое нарушение в кристаллической решетке. Дислокация обеспечивает наличие готовых ступеней на поверхности грани кристалла независимо от расстояния продвижения ступеньки, благодаря чему рост кристаллической грани становится непрерывным, так как разрастание слоя происходит достаточно быстро и считается, что оно не лимитирует скорости кристаллизации. [c.96]

До сих пор мы считали, что при росте кристалла механизмом формирования двумерных зародышей весь процесс сосредоточен в слое толщиной в одно межатомное расстояние, который непосредственно примыкает к жидкости. Однако в следующем от поверхности раздела фаз атомном слое также осуществляется образование зародышей кристаллической фазы. На поверхности зародышей второго слоя формируются зародыши третьего слоя и т. д. Следовательно, структура поверхности кристалла имеет пирамидальный характер (рис. 63). [c.197]

При включении тока первые ионы начнут разряжаться на определенных, энергетически наиболее выгодных, точках поверхности и образовывать кристаллические зародыши металла. Последние состоят из небольшого числа атомов, либо расположенных в одной плоскости (так называемые двумерные зародыши), либо наслоенных друг на друга трехмерные зародыши). Толщина двумерного зародыша равна диаметру атома, а трехмерного — нескольким диаметрам. [c.327]

Рассмотрим процесс катодного осаждения металла на идеально гладкой поверхности электрода. М. Фольмер и Т. Эрдей-Груз высказали предположение о том, что в этих условиях медленной стадией выделения металла является стадия образования кристаллических трехмерных или двумерных зародышей на поверхности электрода. Под двумерными зародышами понимают образования, имеющие толщину одного атомного слоя. Предполагалось, что двумерный зародыш, разрастаясь, заполняет всю поверхность, затем на образовавшемся слое возникает новый двумерный зародыш и т. д. [c.313]

М, Фольмер и Т. Эрдей-Груз (1931) высказали предположение, что на идеальной твердой поверхности при катодном осаждении металла медленной является стадия образования кристаллических трехмерных и двумерных (имеющих толщину одного атомного слоя) зародышей и перенапряжение г) связано с работой образования таких зародышей. При медленном образовании трехмерных зародышей должна наблюдаться линейная зависимость между логарифмом скорости электроосаждения металла и 1/т [c.246]

Процесс кристаллизации развивается благодаря росту зародышей. При этом на гранях микроскопических кристалликов (зародышей) возникают островки двумерных кристаллических образований, которые разрастаются и образуют новые слои. Скорость этого процесса Л.С.К. ( Уд.с.к) зависит от переохлаждения по уравнению того же типа, что и для с.з.ц. к. Однако максимум л. с. к. сдвинут в сторону меньших переохлаждений по сравнению с с.з.ц. к., как это видно из рис. ХП1.4. Если два эти максимума близки друг к другу, то кристаллизация идет в результате роста зародышей, если же они сильно раздвинуты, то кристаллизация затрудняется из-за малой л. с. к. [c.287]

Подробные исследования роста кристаллов были предприняты Р. Каишевым на примере электрокристаллизации серебра. Наблюдения показали, что некоторые осадки отличаются спиральной симметрией и при нарушениях или сдвигах в кристаллической решетке кристаллизация сопровождается спиральными движениями ступени роста (рис. 95). Подобные представления о сдвиговой дислокации в кристаллической решетке объясняют возможность спирального роста граней кристаллов, когда он может происходить непрерывно, без образования двумерных зародышей. Причиной спирального роста грани является такое нарушение структуры кристаллической решетки, при котором ступень роста имеется лишь на части грани толщина этой ступени постепенно уменьшается к середине грани. При росте такая ступень не исчезает, дойдя до конца грани, как на идеальном кристалле, а все время поворачивается, образуя на грани все новые слои. [c.396]

Формирование кристаллизационных контактов обусловлено двумерной миграцией молекул подвижных адсорбционных слоев. Диффундируя в соответствии с принципом минимума энергии в зазор между частицами гидрата, находящимися на расстоянии ближней коагуляции, молекулы или молекулярные пары подвижных адсорбционных слоев контактируемых частиц образуют устойчивые перемычки, которые при содействии механизма химической сшивки, по М. М. Сычеву, формируют кристаллизационный контакт. Образовавшиеся таким образом зародыши представляют кристаллическую перемычку между отдельными кристалликами, а все кристаллики, связанные друг с другом такими перемычками, в совокупности образуют пространственную кристаллизационную структуру. [c.43]

Идеальный кристаллический зародыш в фазе с т. п. характеризуется, таким образом, величиной (л, представляющей собой среднее значение т. п. 1) строительных элементов каждой из имеющихся плоскостей решетки-, 2) строительных элементов каждого края двумерного зародыша на этих плоскостях решетки-, 3) величины т. п. углового строительного элемента одномерного зародыша (И. П. Странский и Р. Каишев [71]). [c.106]

Таким образом, теория оказалась в состоянии удовлетворительно объяснить существенные черты явлений построения и разрушения монокристаллов, включая также некоторые детали, которые здесь приходится опустить. Наконец, она оказалась в состоянии объяснить упомянутый ранее факт, заключающийся в том, что правильный рост монокристалла может реализоваться лишь при не слишком высоком пересыщении, С повышением пересыщения работа образования двумерного зародыша уменьшается. По сравнению с разрастанием возникновение нового слоя становится все чаще. Это последовательно приводит к многослойному росту с возрастанием чис.па дефектов, к формированию мозаичного кристалла с возрастающим нарушением его компактности и в итоге — при возможности других ориентаций — к неупорядоченному кристаллическому агрегату, В неидеальных кристаллах порядок в каком-либо одном направлении может сохраняться более длительно, чем в другом — возникает текстура. [c.113]

Р. Каишев и И. Н. Странский [27] провели первый частично кинетический анализ процесса образования кристаллического зародыша, ограничившись состояниями идеальных минимальных форм. Акты отложения завершенных плоскостей решетки при этом рассматривались как неделимые элементарные события, установление частоты которых требует привлечения законов образования двумерных зародышей, выведенных ранее, и общих статистических соображений. [c.155]

В других случаях зародыши имеют очень сложную форму с входящими углами. К наиболее примечательным можно отнести зародыши пентагидрата сульфата меди, имеющие па плоскости 110 звездообразную форму с придатком в виде тонкого диска, входящего в кристалл под углом 56° к поверхности (рис. 5, 5 и 6, г). При небольшом давлении водяного пара эти зародыши становятся сферическими (рис. 6, е). Зародыши гептагидрата сульфата никеля [16] появляются в виде тонких полос на поверхности, к которым прикреплены диски, входящие внутрь решетки под углом 46°. Все же они очень близки к описанным двумерным зародышам. Детальное исследование форм зародышей девяти различных граней пентагидрата сульфата меди [19] показало, что эти формы обусловлены избирательным ростом зародышей вдоль ограниченного числа кристаллических плоскостей. Обнаруживаются, однако, некоторые интересные особенности, указывающие на ориентированное разрушение тонкой структуры дегидратированного продукта, препятствующее отводу воды в определенных направлениях. Для этих типов зародышей форма очень сильно зависит от структуры продукта, хотя главные направления роста определяются структурой гидрата. [c.292]

Таким образом, вероятность формирования в единицу времени экспоненциально уменьшается с ростом размера кристаллического зародыша и кристалла. Для очень малых кристаллов ( 1 мк) скорость изменения формы такова, что формирование может наблюдаться во время проведения эксперимента. Время, необходимое для перехода кристаллов больших размеров в равновесную форму, должно быть значительно более продолжительным. Если все грани являются несингулярными и для роста не нуждаются в двумерном зародышеобразовании или имеют очень малую свободную энергию зародышеобразования, то необходимо использовать очень малые кристаллы. Такой вывод следует из анализа уравнения [c.381]

Развитие кристаллической фазы в расплаве полимера включает в себя формирование трехмерных первичных зародышей, за которым следует рост кристаллов, регулируемый, как полагают, двумерным зародыше-образованием на поверхности [70, 71, 135]. Первоначальное зародышеобразование происходит намного медленнее этих двух процессов, но, достигая критических размеров, отдельный первичный зародыш обычно вызывает кристаллизацию значительного объема расплава. Хотя нет доказательств, касающихся поведения отдельных молекул, считается общепринятым, что такой зародыш служит тем субстратом, на котором легко могут конденсироваться и постепенно наращиваться молекулы, приводя к росту кристалла за счет повторяющегося добавления мономолекулярных слоев на растущих гранях. Опубликованные кинетические данные согласуются с представлением о том, что эти последовательные слои инициируются двумерными поверхностными зародышами и растут до полного завершения посредством конденсации вдоль ступени роста молекул, которые упаковываются в кристаллическую решетку. [c.410]

Скорость гомогенного процесса образования зародышей / должна быть весьма сходной со скоростью линейного роста, поскольку оба процесса — это образование центров кристаллизации. Первый осуществляется на трехмерном центре, второй — на двумерном центре-или на кристаллической поверхности. Температурная зависимость I описывается следующим соотношением [15] . [c.315]

Скорость образования двумерных центров кристаллической фазы определим как поток зародышей через критический размер [c.200]

Рост зародышей. Образовавшиеся зародыши начинают расти. Принято считать, что рост зародышей может быть одномерным, двумерным или трехмерным. При этом образуются соответственно стержни, диски или сферы. Линейные размеры г растущих кристаллических образований увеличиваются во времени, и полагают, что [c.110]

Постепенно усложняя рассмотрение электродных процессов, авторы переходят к рассмотрению особенностей разряда простых и комплексных ионов, к совместному разряду ионов водорода и металла и влиянию выделяющегося водорода на осаждение металлов, к электроосаждению сплавов в результате совместного разряда нескольких ионов, к электроосаждению блестящих металлов и сплавов. При изложении процессов электрокристаллизации наряду с послойным ростом образовавшихся двумерных зародышей рассматривается спиральный рост, обусловленный дефектами кристаллической решетки, при которых ступень роста имеется лишь на части грани. При росте такая ступень не исчезает, дойдя до конца грани, как на идеальном кристалле, а все время поворачивается, образуя на грани новые слои. [c.5]

Рост катодного осадка определяется либо разрастанием двумерных зародышей по поверхности, либо ростом трехмерных зародышей не только в ширину, но и в высоту. При разрастании двумерных зародышей поверхность покрывается моноатомным слоем осаждающегося металла. Образование нового слоя металла происходит после покрытия всей поверхности моноатомным слоем и возникновения на ней новых двумерных зародышей. Такой механизм роста наиболее вероятен на идеально гладкой поверхности без дефектов кристаллической решетки. [c.328]

Реальные металлы обладают большим числом дефектов кристаллической решетки, что приводит к усложнению механизма роста кристалла. Дефекты кристаллической решетки в основном можно разделить на три группы точечные (вакансии и внедренные атомы), линейные (дислокации) и плоскостные (двойники и границы зерен). При электроосаждении металлов, как и при их росте из паровой фазы, большое значение имеют линейные дефекты. Например, если в кристалле имеются винтовые дислокации, то рост кристалла может идти даже без образования двумерных зародышей. [c.330]

В самом деле, для конденсированных адсорбционных слоев характерно упорядоченное расположение образующих их органических молекул, а потому процесс двумерной конденсации в какой-то степени аналогичен росту кристаллических структур. Здесь также необходимо образование зародышей новой двумерной фазы при благоприятной ориентации соседних молекул адсорбата. Поэтому в процессе перестройки адсорбционного слоя возникает своеобразный индукционный период , резко замедляющий кинетику суммарного адсорбционного процесса. По аналогии с кинетикой зародышеобразования в процессе электрокристаллизацин металлов, зависимость от времени той доли поверхности, которая покрыта конденсированной пленкой (0к.п), можно описать уравнением [c.82]

Рост кристалла происходит вследствие того, что на гранях зародыша образуются двумерные кристаллические зародыши, которые разрастаются по всей грани, создавая новый слой. Рассуждения, подобные использованным при выводе формулы (XVIП.бЗ), приводят к уравнению для л. с. к. (линейной скорости кристаллизации) [c.394]

Рассмотрим процесс катодного осаждения металла на идеально гладкой поверхности электрода. М. Фольмер и Т. Эрдей-Груз (1931 г.) высказали предположение о том, что в этих условиях медленной стадией выделения металла является стадия образования кристаллических трехмер11ых или двумерных зародышей на поверхности электрода. Под двумерными зародышами понимают образования, имеющие [c.327]

Для получения монокристалла необходимо каким-нибудь образом подавить образование множественных центров кристаллизации. Одним из путей является снижение пересыщения (переохлаждения), способствующее увеличению критического радиуса зародыша. Введение моно-кристаллической затравки приводит к анало -ичиым результатам. При этом спонтанный рост трехмерных зародышей подавляется, а осуществляется двумерный рост кристалла на затравке, более выгодный в термодинамическом отношении. [c.58]

В работах Ю. М. Полукарова с сотр. [82] установлено, что увеличение перенапряжения катода при электроосаждении меди вызывает переход от слоисто-спирального роста осадка к образованию и росту двумерных зародышей с появлением дефектов упаковки двойникового типа добавки к электролиту меднения поверхностно активных веществ резко повышают вероятность образования дефектов упаковки, увеличивают искажения кристаллической решетки и плотность дислокаций. Заряд двойного электрического слоя ускоряет процессы возврата в тонких осадках меди (эффект Ребиндера), приводящие к появлению внутренних напряжений растяжения. Влияние электрохимических условий осаждения на состояние кристаллической решетки осадков становится определяющим при достаточно большой толщине осажденного слоя на пластически деформированной монокристал-лической подложке дефектность слоев осадка постепенно уменьшалась при утолщении слоя, а при росте осадка на подложке из граней совершенного монокристалла, наоборот, увеличивалась до значений, соответствующих условиям электролиза. [c.93]

При одинаковых атомных расстояниях и атомных порядках образование плоских зародышей возможно лишь для случая, когда зародыш и подложка представляют одно и то же вещество. В остальных случаях такой процесс возможен лишь для определенной и установленной формулой (7.57) зависимости ст, Сто и 01,. На основании этого становится понятным, почему теория Франка—Ван-дер-Мерве, основанная на механизме образования двумерных зародышей, плохо согласуется с опытом. Одна из основных причин несостоятельности этого механизма заключается в следующем. Если на поверхности подложки имеется моиоатомный слой другого кристаллического вещества, то удельная свободная поверхностная энтальпия новой поверхности отлична от исходного значения. Для следующего двумерного зародыша, образующегося на первом слое, вновь должно быть справедливо Ог2 -Ь 0О1 — 0п = 0. Это рассуждение сохраняется для каждого последующего слоя, так что вообще для г-го слоя должно выполняться условие [c.292]

ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, переход в-ва из ионизиров. состояния в р-ре или расплаве в кристаллическое в результате электрохим. р-ции. Лежит в основе всех процессов электроосаждения металлов, а также формирования слоев оксидов и труднорастворимых соед. на аиоде (напр., при образовании электролитич. защитно-декоративных покрытий, в произ-ве хпм. источников тока). Отличается от обычной кристаллизации из пара или р-ра тем, что построе-ншо кристаллич. структуры предшествует перенос заряда с электрода на ион или оба этн акта протекают одновременно. Возникновение зародышей новой фазы при Э. требует определ. пересыщения, к-рое определяется перенапряжением на электроде. Чем выше перенапряжение, тем большее число зародышей возникает в единицу времени на данной площади. Зародыши разрастаются в результате послойного роста граней. Процесс может идти с образованием двумерных зародышей илн по закону слоисто-спирального роста на винтовых дислокациях (см. Рост кристаллов). В результате линейного роста кристаллов происходит их слияние с образованием сплошного слоя электролитич. покрытия. [c.698]

Для объяснения сложной формы анодных кривых, наблюдаемых при растворении металлических осадков с поверхности твердых электродов, рассматривают два состояния осадка на поверхности электрода - адсорбционное и кристаллизационное. В адсорбционном состоянии связь металла с поверхностью электрода прочнее, чем связь в соответствующей кристаллической решетке. При этом количество осажденного металла не превышает величин, необходимых для образования монослоя. Формирование кристаллической структуры начинается с появлением двумерных зародышей, которые возникают лишь при осаждении второго слоя. Ход процесса электронакопления определяется природой взаимодействия осаждаемый металл-электрод и условиями электролиза (потенциал, время накопления, концентрация иона в растворе и т.п.). При небольших т и С основной вклад в образование осадка вносят адсорбционные силы. Увеличение продолжительности электролиза и концентрации иона металла приводит к заполнению поверхности электрода и увеличению вклада кристаллизационной составляющей. При этом на анодной кривой растворения осадка металла могут наблюдаться два пика, соответствующие двум состояниям металла. На рис. 11.6 в качестве примера приведены анодные кривые [c.426]

Двумерным аналогом фибриллярной схемы Стэттона должна быть система небольших кристалликов, из которых выходит множество проходных цепей, равномерно распределенных по направлениям в определенной плоскости. Без специальных ухищрений реализовать такую систему, например, простой перпендикулярной переориентацией невозможно. Но ухищрения могут быть того же типа, что обсужденные в связи с рис. XVI. 8. В этом случае переориентация становится возможной, хотя лучше провести двумерный холодный вариант ориентационной кристаллизации, при всестороннем двумерном растяжении, он может быть осуществлен, например, раздувом остывающего расплава, который уже перешел в высокоэластическое состояние с кристаллическими зародышами, играющими роль узлов вулканизации . Вероятно, возможны пути и горячей биаксиальной ориентационной кристаллизации, но они требуют иного технологического обрамления. [c.395]

Несомненно, это был большой успех. Однако на этом этапе предлагаемая теория еще не была свободна от ряда недостатков. Так, из-за невозможности дефинировать термодинамическим путем одномерные и нульмерные зародыши на ее основе не могли быть рассмотрены процессы на кристаллических гранях, растущих без необходимости образования двумерных зародышей. Кроме того, предэкспоненциальные множители в ее формулах оставались неопределенными, что придавало ей полуколичествен- [c.4]

Эта связь была установлена лишь после того, как в 1934 г. Странским и мной было введено понятие средней работы отрыва , учитывающее отклонения от положения на половине кристалла , которые появляются в начале и в конце каждого ряда при растворении верхних слоев кристаллических граней. Этими отклонениями нельзя пренебрегать в случае кристаллов малых размеров. При помощи этого понятия стал возможен молекуляр-но-кипетический вывод основных термодинамических зависимостей, использованных в теории Фольмера, какими являются уравнения Томсона — Гиббса о давлении паров малых кристаллов уравнение Гиббса — Вульфа о равновесной форме кристаллов работы образования двумерных и трехмерных зародышей и другие. Мною и Странским, а впоследствии в более строгом — в математическом отношении — виде Беккером и Дёрипгом была дана молекулярно-кинетическая трактовка кинетики образования кристаллических зародышей и линейной скорости кристаллизации. Полученные при этом выражения содержат экспоненциальный член, в показателе которого фигурирует работа образования соответствующих зародышей в ее зависимости от пересыщения, [c.5]

В дальнейших экспериментах по росту кристаллов из паров автор установил [24], что образование новой плоскости решетки связано с трудностями, вполне аналогичными тем, которые возникают при образовании зародышей. Согласно этим представлениям по завершении роста каждой плоскости решетки происходит задержка до того момента, когда возникнет двумерный зародыш. После тш ательного анализа энергетических соотношений на поверхности кристалла, проведенного В. Косселем [25] и И. Н. Странским [26], Р. Каишеву и И. Н. Странскому [27] впервые удалось кинетически обосновать процесс образования кристаллических зародышей. Полный анализ этого процесса был проведен Р. Беккером и В. Дёрипгом [23], которым удалось обобщить казавшееся вначале необозримым многообразие единичных молекулярных процессов, протекающих при построении кристалла. [c.31]

Форма двумерного зародыша определяется условием минимума свободной краевой энергии. Эта форма минимума подчиняется, как можно легко показать, закону p//i = onst, аналогичному закону Вульфа для трехмерных кристаллов. Если представить себе кристаллический диск разделенным на треугольники, вершины которых встречаются в точке Вульфа , то для первого треугольника должно соблюдаться соотношение [c.105]

Таким образом, в начале процесса гидратации рост кристаллов гидрата вяжущего вещества протекает при высокой степени пересыщения раствора в кинетической области, так как возникают двумерные зародыши (по Фольмеру). Экспериментально установлено, что энергия связи между молекулами гипса в своем ра-створе равна ф = 7350 Дж/моль и что энергия активации формирования кристаллической решетки Са504-2Н20 равна 115 = 51 408 Дж/моль. [c.38]

На обеих диаграммах имеются области существования пара (п), жидкости (ж) и кристаллов (к). В тройной точке сходятся 3 линии равновесия двух фаз, соответственно и — ж, п — к и ж — к. При этом левая диаграмма описывает лищь начальную стадию конденсации, когда только начинают возникать устойчивые двумерные зародыши жидкой или кристаллической фазы из пересыщенного двумерного пара (адсорбированные и мигрирующие по поверхности подложки атомы или молекулы конденсата). [c.53]