Террасы роста

Рис. 36. Наслаивание кристаллов полиэтилена друг на друга (террасы роста).

Линейные полимеры при кристаллизации из разбавленных растворов в определенных температурных условиях могут образовывать монокристаллы. Рост монокристаллов происходит с образованием либо плоских кристаллов, либо спиральных террас одина- [c.101]

Таким образом, предельная, максимальная линейная скорость роста граней равна расстоянию между соседними слоями, деленному на среднее время между появлением двух плоских критических зародышей на одной и той же террасе. Размеры террас не только различны у разных кристаллов и на разных гранях, но и могут меняться, например уменьшаться по мере роста кристалла. В этом последнем случае рост кристалла замедляется. [c.99]

Кристаллы полиэтилена, выращенные из раствора охлаждением, состоят из тонких слоев толщиной около 100 А и при соответствующих условиях образуют ромбы с террасами спиралей роста, начинающихся у винтовых дислокаций (рис. 27). Габитус этих кристаллов идентичен габитусу кристаллов парафинов с длинными цепями, который обнаружили Даусон и Ванд [15] (см. рис. 14). Края ромбов являются гранями (ПО) призмы, а молекулярные цепи лежат в направлении оси с, перпендикулярном плоскости основания (т. е. перпендикулярно пластинкам). В процессе роста молекулы укладываются складками вдоль граней призмы. ТакиМ [c.396]

При медленном осаждении из разбавленного раствора высшие парафины образуют монокристаллы ромбической сингонии в виде ромбовидных чешуек, ограниченных с боков плотно упакованными гранями (ПО) [19]. Верхняя и нижняя поверхности каждой чешуйки представляют грани (001), а молекулы располагаются перпендикулярно этим граням и параллельно направлению [001]. Кристаллы часто принимают форму пирамид с террасами, так как в их росте участвуют винтовые дислокации, и толщина последовательных слоев в общем соответствует длине одной молекулы парафина, если учесть ее плоскую зигзагообразную конформацию. При более быстром росте кристаллы начинают приобретать все более дендритную форму и обнаруживают явление двойникования [20]. [c.429]

Кристаллы полиэтилена здесь обсуждались подробно просто потому, что они изучены намного детальнее, чем кристаллы любого другого полимера. Оказалось, что они являются хорошим прототипом других кристаллов, которые сходны с ними такими свойствами, как пластинчатая форма и рост толщины путем нарастания террас, центром которых служат дислокации. В некоторых случаях наблюдаются также изломы, но они не так обычны, как у кристаллов полиэтилена. Более того, во всех этих случаях молекулы сложены и ориентированы перпендикулярно плоскостям пластинок кристалла. [c.440]

ТО перераспределение произойдет исключительно через террасы в соответствии с формулами (4.2.21)—(4.2.38) при значении зависящем от скорости роста кристалла. Вышеприведенные условия выполняются одновременно, если [c.105]

Внешний вид осадка при слоистом росте зависит от ориентации субстрата. Если поверхность кристалла параллельна некоторой плоскости низшего индекса, то развиваются сплошные слои в противном случае слои перекрываются, образуя террасы. Чем больше угол наклона поверхности субстрата к данной кристаллографической плоскости, тем слабее боковое развитие слоев и тем выше высота ступеней. С течением времени высота образованных слоями ступеней и расстояние между ступенями увеличиваются, вызывая все большую шероховатость осадка. [c.331]

Рост кристаллов при низких пересыщениях возможен только при наличии дислокаций, которые возникают во время роста. Атомная (ионная) терраса, вызванная появлением винтовых дислокаций на грани кристалла, во время роста заворачивается в спираль. Поэтому на гранях кристаллов, выросших посредством такого механизма, должны наблюдаться спиральные пирамиды с молекулярной высотой ступенек. [c.17]

Монокристаллы полимеров состоят из пластин одинаковой толщины (—100 А) 32-34 кристалла происходит путем образования спиральных террас по дислокационному механизму (в соответствии с теорией роста кристаллов — теория Франка) В некоторых случаях кристаллы имеют фибриллярный характер. [c.64]

Теория идеального роста кристаллов не может также объяснить и тот факт, что в практических условиях заметная линейная скорость роста кристаллов наблюдается уже при пересыщениях около 1%, в то время как, согласно теоретическим расчетам [33], для этих условий пересыщение должно составлять не менее 150—200%. Это несоответствие хорошо объясняется разработанной позднее теорией несовершенного роста кристаллов или теорией дислокаций [179—183]. Согласно этой теории, при росте реального кристалла образуются дислокации, т. е. искажения кристаллической решетки, и на поверхности граней появляются ступеньки размерами от молекулярных до микроскопических. Такие дефекты могут возникать из-за колебания температуры, наличия примесей, одновременного разрастания по одной грани нескольких зародышей и т. д. Наличие подобных террас и ступенек на грани кристалла устраняет необходимость двухмерных зародышей для его роста и рост кристалла может происходить при ничтожно малом пересыщении. [c.90]

Поверхностные микрослои эффективно исследуют методом РЭМ после травления поверхности ионным пучком. В работах [73, 79] после облучения поверхности кристаллов ВаТ10з, 5гТ10з ионами Аг с энергией до 3 кэВ были обнаружены различные типы микрорельефа рябь , малоугловые границы блоков кристалла, следы дислокаций, террасы роста. [c.242]

НОГО раствора при 75—80°. Структурные исследования показали, что оси решетки а и 6 лежат соответственно вдоль длинной и короткой диагоналей кристаллов. Молекулы, расположенные параллельно оси с, перпендикулярны граням кристалла, и, следовательно, если иметь в виду высокий молекулярный вес полимера, они должны быть сложены. При более быстрой кристаллизации развиваются дендритные формы, при этом вначале грани (ПО) принимают форму зубьев пилы, а в конце концов форму агрегатов в виде перьев, составленных из множества отдельных чешуек [33], как это показано на рис. 10в. В этих условиях может происходить заметное двой-никование, причем плоскостями двойникования являются плоскости (ПО),, (530) и, возможно, (120) [16, 66]. При еще больших скоростях кристаллизации образуются агрегаты кристаллов в виде сферолитов. Как и в случае линейных парафинов, толщина кристаллов увеличивается путем формирования на гранях (001) террас роста, возникающих - в виде спиральных выступов из изолированных винтовых дислокаций или из группы таких дислокаций. Последовательные слои этих террас имеют одинаковую толщину. Они связаны друг с другом слабо, и каждая молекула должна поэтому укладываться в пределах одного слоя, перегибаясь туда и обратно [86[. [c.431]

Очень характерна начальная стадия осаждения углерода на ВеО, наблюдаемая на тонких пластинках (рис. I, д и е). Тонкая серая пленка углерода образует в проходяшем свете рисунок, основным элементом которого является правильный треугольник со стороной 1Ч-5-10 см. Такой же рисунок, согласно Ормонту [4], свойствен поверхности гексагональной упаковки, образованной из элементарных тетраэдров (например, [М041 ). Поэтому можно полагать, что налет, образующийся в результате конденсации паров углерода на ВеО, выявляет рельеф поверхности кристалла так же, как электронномикроскопические реплики. Это подтверждается сходством рисунка с треугольными террасами роста, наблюдавшимися Варма [5] на поверхности кристалла цинковой обманки. Другой причиной образования рисунка может быть избирательная адсорбция углерода определенными участками ровной поверхности монокристалла, хотя это менее вероятно. [c.74]

О механизме вакуумного декорирования. Несмотря на то, что к настоящему времени ири помощи метода декорирования проведено уже довольно большое число работ, механизм этого явления остается неясным. Вместе с тем выяснение механизма декорирования позволит определить границы применимости метода и даст возможность более четко интерпретировать полученные результаты. Еще Бассетт [7] отмечал, что, по-видимому, здесь существенную роль играет поверхностная миграция атомов декорирующего металла. Атомы металла, попадая на поверхность кристалла, мигрируюш по ней и, сталкиваясь, образуют агрегаты, которые становятся энергетически устойчивыми после того, как превысят размер критического зародыша. Дальнейший их рост происходит за счет присоединения отдельных атомов, мигрирующих по поверхности. Поскольку образование зародыша на неоднородностях поверхности облегчено, то в этих местах они будут образовываться в первую очередь, что и приводит к эффекту декорирования. Частицы на ступеньках, расположенных в середине террасы, должны быть меньшего размера, чем на гладкой поверхности, и располагаться более часто, а частицы на ступеньках, граничащих с гладкой поверхностью, должны иметь промежуточный размер. Подтверждением этому может быть рис. 3. [c.294]

Кристаллы из разбавленных полимерных растворов обладают в высшей степени интересной и важной для понимания кристаллического состояния полимеров морфологией. Именно их открытие стимулировало изучение морфологии и текстуры кристаллических полимеров [12, 13, 16, 42—46]. В электронном микроскопе видно, что эти кристаллы состоят из тонких слоев, или ламелей с постоянной толщиной порядка 100 А и линейными размерами, достигающими нескольких микрон. Утолщение кристаллов при наслаивании дополнительных ламеллей приводит к образованию своего рода спиральных террас, что соответствует механизму роста в результате винтовых дислокаций [47]. Макроскопические черты этой морфологии совершенно подобны обнаруженным для низкомолекулярных н-алканов, закристаллизованных из разбавленных растворов [13, 48]. [c.295]

Таким образом, исследования реальной структуры поверхности приобрели важное значение в катализе основным методом этих исследований является электронное зондирование — ДЭНЭ и ПЭМ. По данным ДЭНЭ устанавливают ориентацию и высоту ступеней, а также ширину террас. Динамику роста и движения ступеней изучают методом ПЭМ с применением реилик. Методика исследования ступенчатых поверхностей и основные результаты описаны в монографии [44]. [c.238]

Р ис. 5.35. Интерференционная микрофотография спиралей роста в криста./1лах полиоксиэтилена. (Фотография предоставлена Коваксом.) Кристаллы выращены из расплава полимера молекулярною веса 6000 при 59,5°С. Оптическая интерференционная система Нормарс-кого. Видны левые и правые спирали и террасы (образование которых вызывают пары близко расположенных винтовых дислокаций). Цепи макромолекул расположены перпендикулярно плоскости рисунка. Длина вектора Бюргерса равна длине складки. [c.105]

При нарастании полимолекулярных слоев примесь может попасть в объем кристалла не только после перехода в приповерхностную зону террас, но и непосредственно с торцов ступеней. Условия же сорбции торцами и террасами различны как из-за разной молекулярной конфигурации граней торцов и террас, так и из-за особенностей кинетики сорбции примеси торцами и террасами. Чтобы выявить эти особенности, рассмотрим захват примеси кристаллом, на поверхности которого имеется зшелон ступеней, образованных откладывающимися полимолекулярными слоями. Различные участки приповерхностной зоны торца каждой ступени находятся в разном состоянии. Участок у основания торца взаимодействует со слоем Фольмера соседней террасы (рис. 4.15) и при росте кристалла переходит непосредственно в объем твердой фазы. Участок в середине торца взаимодействует со средой и при росте кристалла также [c.86]

Из вышеизложенного следует, что при росте кристаллов путем отложения слоев надмолекулярной толш ины первичный захват примеси происходит только на торцах ступеней, а в перераспределении могут участвовать только террасы, или только торцы, или вся поверхность кристалла в зависимости от высоты ступеней и расстояния между ними. Так, согласно формуле (4.2.39) при [c.104]

Формула (4.2.44) аналогична равенствам (4.2.28), (4.2.35), (4.2.39) в (4.2.40). Равенство (4.2.28) характеризует захват примеси при интенсивном массопереносе через террасы и при заметном поверхностном торможении перехода примеси из раствора в кристаллы. Формула (4.2.35) описывает захват при массопереносе через террасы без поверхностного торможения, а формулы (4.2.39) и (4.2.40) — при массопереносе только через торцы ступеней. Поверхностного торможения перехода стронция из раствора в кристаллы не обнаружено при изучении сорбции из насыщенного раствора Ва304. На ранней стадии такой сорбции кинетика перехода примеси в кристаллы описывается уравнением диффузии из поверхностного источника, формирующегося мгновенно, в полубесконечный кристалл (рис. 4.23). При заметном поверхностном торможе-НИИ ранние стадии сорбции были бы замедлены из-за длительного формирования поверхностного источника. Таким образом, сходство соотношений (4.2.28) и (4.2.44) является формальным. Остается решить, какое из соотношений (4.2.35), (4.2.39) и (4.2.40) совпадает с равенством (4.2.44) не только по форме, но и по существу, т. е. зависит ли захват от массопереноса через террасы или же сокристаллизация определяется только взаимодействием стронция с торцами ступеней. Чтобы ответить на этот вопрос, нужно сравнить численные значения коэффициентов уравнений (4.2.35) и (4.2.44). Сопоставляя эти уравнения, получаем (3.йГраЕ т.)/А = 4- 10 см/си = 7-10 сшУс. При таком значении условие -4 = ( // т) при котором применимо равенство (4.2.35), не выполняется при скоростях роста / — 1 10 см/с. Следовательно, сходство формул (4.2.35) и (4.2.44) также не следует принимать во внимание. Таким образом, увеличение коэффициента захвата стронция в интервале скоростей роста кристаллов Ва304 1 10 < / < 1 Ю см/с связано с процессами, протекающими на торцах ступеней. [c.109]

Поверхность реальных кристаллических тел даже в тех случаях, когдр она тщательно обработана, не может быть свободна от дефектов. В определенном смысле дефектными являются уже грани, которые образуют малые углы с низкоиндексными плоскостями. Их строение характеризуется наличием разделенных ступенями и уступами террас, представляющих собой участки низкоиндексных граней (рис. I. 1). Поскольку точность разрезания монокристаллов не превышает Г, то образующиеся при этом поверхности всегда содержат ступени. Поверхности, образующиеся при росте, травлении, испарении кристаллов, также имеют ступенчатое строение в силу механизмов этих процессов, связанных с послойным ( )ормнрованием или исчезновением граней. Появление ступеней может быть обусловлено и наличием дислокаций. Они представляют собой протяженные дефекты кристаллической решетки. Цепочка атомов, вдоль которой нарушается регулярное строение кристалла, называется ядром дислокации. Дислокации подразделяются на винтовые и линейные. В первом случае на поверхности образуется ступенька, начинающаяся у ядра дислокации (рис. 1.2). Во втором случае ступенька возникает при сползании дислокации к границе кристалла. По виду она не отличается от изображенной на рис. 1.2. [c.13]

Упомянутые выше исследования относятся главным образом к кристаллизации расплавов полн.меров. При кристаллизации пз растворов получаются частицы с несколько иной морфологией. Как показывают электронномикроскопические исследования, такие частицы представляют собой кристаллы, состояш,ие из тонких слоев или ламелей толщиной около 0,01 мкм (100 А) и линейными размерами до нескольких микрометров. Во время накладывания слоев один на другой образуются спиральные террасы, что подтверждает связь механизма роста кристаллов с винтовыми дислокациями [18]. Такие образования вполне могут быть отнесены к монокристаллам. Пластинчатые кристаллы наблюдались при кристаллизации линейного полиэтилена, производных целлюлозы, полиамидов, полиэфиров и других высокомолекулярных веществ [2]. [c.285]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология