Послойный рост

Так как поверхностная работа твердых тел часто значительно превышает поверхностную работу жидкостей, то наблюдаются существенные количественные различия при образовании жидких и твердых трехмерных зародышей. Большое значение имеет также различие в условиях роста жидкой и твердой фаз. При возникновении жидкой фазы присоединение частиц к образовавшемуся зародышу происходит практически беспрепятственно, тогда как, например, при послойном росте кристалла образование каждого нового слоя требует возникновения двумерного зародыша. [c.315]

Теория послойного роста кристалла исходит из различной вероятности присоединения частиц к разным участкам кристаллической решетки. Неодинаковое пересыщение раствора у этих участков на грани кристалла способствует образованию двухмерных зародышей с последующим присоединением к ним одномерных зародышей и отдельных ионов (молекул). Это приводит к разрастанию зародыша по всей грани и к послойному ее росту — каждый новый слой образуется после завершения роста предыдущего слоя. Края незавершенных слоев — ступени — движутся при росте вдоль грани. Это так называемый тангенциальный рост, скорость которого значительно больше нормальной скорости роста [210]. [c.245]

Соответственно картину роста кристалла можно представить себе следующим образом. Первоначальными активными местами являются вершины углов и ребра кристалла. На этих местах и происходит прежде всего образование новых структурных элементов. Присоединение последующих структурных элементов происходит с большей легкостью, так как это соответствует присоединению их в положении 2. Наконец, когда на поверхности грани образовалась большая совокупность новых структурных элементов появляется возможность многократного присоединения их в энергетически наиболее выгодное положение / и образуется слой, который будет разрастаться, заполняя всю поверхность грани. Такое поверхностное образование называется двухмерным зародышем . Таким образом происходит послойный рост кристалла. Когда вся поверхность грани будет покрыта монослоем новых структурных элементов, возникает необходимость в создании нового двухмерного зародыша в следующем слое. [c.126]

Следует также учитывать возможное изменение состава раствора в непосредственной близости от растущей грани кристалла и влияние перемещивания электролита. Большинство этих факторов было принято во внимание в кристаллохимической теории электрокристаллизации металлов, разработанной К. М. Горбуновой и П. Д. Данковым [4], которая хорошо согласуется с опытными данными. Так, например, эта теория объясняет такие опытные факты как распространение по поверхности кристалла при послойном росте не монослоев, а толстых пакетов толщиной в десятки, сотни и даже тысячи атомов. Создание первоначального двухмерного зародыша протекает, в соответствии с этой теорией, на пассивированной грани, на которой выигрыш энергии может быть [c.127]

Обрывы неполных слоев углерода, видимые иа поверхности трубок и кончиках конусов, говорят о том, что расширение и утолщение трубок происходит за счет роста островков с основными плоскостями, характерными для фафита, и Послойного роста на поверхности фубок. Зародышеобразование положительных., (пятиугольников) и отрицательных (семиугольников) дислокаций на открытых концах трубки приводит в результате к изменению направления роста и образованию различных морфологий. Для этих сфуктур характерен полный рост при обороте вокруг фубки, включающий образование пар пятиугольник - семиугольник. [c.92]

В настоящее время более признанной является молекулярнокинетическая теория послойного роста кристаллов, предложенная М. Фольмером и развитая И. Странским и Р. Каишевым. По мнению М. Фольмера, частица кристаллизующегося вещества вначале располагается на поверхности растущих кристаллов в виде адсорбционного слоя, при переходе в который они теряют только часть своей энергии, сохраняя значительную свободу передвижения по поверхности кристалла. Между отдельными частицами в адсорбированном слое возможны неупругие соударения, в результате которых образуются двухмерные кристаллы, присоединяющиеся к кристаллической решетке в виде нового слоя. Равновесие между адсорбированным слоем и раствором устанавливается очень быстро, вследствие чего при переходе частиц в кристаллическую решетку адсорбционный слой тотчас же восстанавливается за счет поступления в него частиц из окружающего раствора. [c.365]

Механизмы послойного роста [c.29]

Винтовые дислокации появляются, когда атомные плоскости образуют единую винтовую поверхность, причем вдали от оси винтовой дислокации на поверхности кристалла возникает ступенька высотой, по крайней мере, в одно межатомное расстояние. Взаимодействие нескольких винтовых дислокаций сушественно усложняет и разнообразит поверхность кристалла, что влияет на сорбционную и каталитическую активность поверхности. Винтовые дислокации занимают важное место в теории послойного роста кристаллов. [c.541]

Вопрос о концентрационной поляризации при послойном росте грани подробно разработан К. М. Горбуновой и П. Д. Данковым ( 2). [c.514]

Размер Ь предполагается равным размеру молекулы bQ, что соответствует последовательному послойному росту кристалла. [c.110]

Такой механизм обеспечивает рост плоской грани, причем не нужно вводить никаких предположений о взаимодействии на расстоянии. Трудно придумать какой-либо другой механизм, который обеспечивал бы плоскогранный рост и в то же время был бы совместим с основными физическими законами. Этот вывод является очень общим и не зависит от предположений о детальном механизме, посредством которого молекулы встраиваются в кристалл. Этот механизм имеет фундаментальное значение в теории роста кристаллов, и в дальнейшем мы будем говорить о нем как о принципе послойного роста . Конечно, и раньше предполагали, что кристаллы растут путем распространения мономолекулярных слоев по поверхности. Но в отличие от сформулированного принципа это предположение основывалось на конкретном (частном) молекулярном [c.13]

Оказывается, что единственный удовлетворительный механизм, который может объяснить этот факт без предположения о взаимодействии на расстоянии — это механизм распространения слоев однородной толщины по всей грани, причем расстояние между слоями очень велико по сравнению с высотой ступеней. Это предположение не связано ни с каким конкретным молекулярным механизмом, вызывающим послойный рост. Оно включает как прямые, так и спиральные ступени. В последнем случае расстояния между витками спирали должны быть существенно больше высоты ступеней. [c.36]

ТЕОРИИ РОСТА КРИСТАЛЛОВ В СВЯЗИ С ПРИНЦИПОМ послойного РОСТА [c.184]

Механизм, описанный выше, приводит к образованию последовательности мономолекулярных слоев, что находится в соответствии с принципом послойного роста, выдвинутым в разделе 1.1. Этот принцип, однако, является более общим, поскольку он не зависит ни от какого конкретного молекулярного механизма, как например, обсуждавшийся здесь механизм повторимого шага. [c.203]

Параллельные ступени спиральный рост. Чернов [17] подчеркнул, что расчет Бартона, Кабреры и Франка для формы и скорости вращения спирали зависит от механизма роста только через скорость ступени и, следовательно, должен быть приложим не только к росту из пара, но и к росту из раствора и расплава (разумеется, при условии что общая модель послойного роста на плотноупакованных гранях остается в силе). В любом случае формула для будет иной, чем в модели Бартона, Кабреры и Франка для паровой фазы, поскольку процессы переноса у ступеней неодинаковы. [c.454]

Фиг. 28. Переход от послойного роста (классический режим) к непрерывному при кристаллизации из расплава по теории Кана диффузных (размытых) фазовых границ [198].

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]

Развитие процесса кристаллизации жидкости определяется не только скоростью образования зародышей, но и скоростью следующей стадии, т. е. скоростью роста уже образовавшихся устойчивых зародышей. Он осуществляется путем образования на гранях зародыша новых, плоских (двухмерных) зародышей, которые присоединяют к себе атомы металла из жидкости, благодаря чему происходит послойный рост кристалла. Скорость кристаллизации описывается зависимостью, подобной уравнению (Х1-53). [c.216]

Рис. 33. Послойный рост грани кристалла цинка [143]. Увеличение в 25000 раз

Итак, надо полагать, что при любом пересыщении раствора наряду с молекулярно-диффузионным возможен и послойный рост кристалла, который в области больших пересыщений усложнен еще и блоковым ростом. Толщина нарастающих слоев и [c.94]

Однако достоверность диффузионной схемы в соответствии с уравнением (12) нам кажется маловероятной, так как работа образования плоского зародыша при нулевом пересыщении у поверхности равна бесконечности. Поэтому принятие диффузионной схемы возможно лишь с той поправкой, что у поверхности кристалла устанавливается определенное квазистационар-ное пересыщение, при котором процесс образования двухмерных зародышей будет компенсирован притоком материала в результате диффузии. Такая схема роста хорошо согласуется как с молекулярно-кинетической теорией послойного роста, так и с экспериментальными работами, в которых было показано, что возле поверхности растущего кристалла находится более концентрированный раствор [94]. [c.95]

Практически при всех технологических процессах выращивания кристаллов рост грани происходит путем беспорядочного распространения плоских сеток от большого числа ступенек самой различной высоты. Детальное исследование микроморфологии реальных поверхностей показало, что почти во всех случаях на этих поверхностях уже имеется большое число ступенек различной высоты, которые не зарастают при росте. В этом случае кинетика роста определяется движением уже имеющихся ступенек, а морфология кристалла, выращенного на такой подложке, должна зависеть от формы, взаимного расположения и высоты имеющихся ступенек. Послойный рост может происходить одновременно в разных частях поверхности, следовательно, возможна своего рода интерференция растущих слоев. [c.260]

На рис. 5.11, а показано расположение атомов на идеальной поверхности (100). Внешний слой атомов образован либо атомами А, либо атомами В. Каждый атом А (или В) внешнего слоя связан с двумя атомами В (А) нижнего слоя двумя связями. Таким образом, каждый атом внешнего слоя располагает двумя свободными связями, которые могут быть использованы для установления связи с новым атомом этот последний после закрепления в решетке представляет опять две свободные связи для захвата нового атома. Поэтому атомы могут присоединяться к поверхности в индивидуальном порядке, т. е. без образования двумерных зародышей. Однако каждый новый слой должен состоять только из атомов одного сорта, т. е. кристалл должен в каждый момент времени селективно отбирать из смеси атомов во внешней фазе то атомы А, то атомы В. Поскольку такая селекция маловероятна, послойного роста-быть не должно, и присоединение атомов А и В происходит одновременно с нарушением гладкости поверхности, т. е. рост осуществляется распространением слоев разной высоты и по своей природе беспорядочен, а поэтому сопровождается возникновением дефектов. [c.263]

Теория послойного роста кристаллов [86—100] исходит из представлений о последовательном включении ионов в растущую плоскость. Процесс роста плоскости осуществляется следующим образом. Вначале к имеющейся законченной плоскости присоединяется один ион. Этот акт является энергетически наиболее трудным, и в основном именно он определяет скорость роста кристаллов. Присоединившийся ион создает основу нового слоя, и включение в плоскость других ионов происходит гораздо легче. Прежде всего заканчивается один ряд, к нему присоединяется второй и так продолжается вплоть до завершения ионной плоскости. После завершения роста каждого слоя процесс повторяется, поэтому в целом рост кристаллов имеет периодический волнообразный характер. [c.55]

Исследовали также деструкцию поликарбонатов под действием УФ-излучения [504]. При этом проводили сравнение спектров освещенной и неосвещенной сторон образца, для чего постепенно снимали тонкие слои с одной и с другой стороны. Было показано, что область деструкции сконцентрирована в очень тонком слое освещенной поверхности. Подобным образом исследовали [1397] послойный рост лаковой пленки и окислительное разрушение пленки ацетата целлюлозы под действием УФ-излучения (тонкие пленки получали нарезкой на прецизионном токарном станке). С помощью спектроскопии НПВО было показано [1031], что в полибутене-1 полиморфные превращения под действием температуры начинаются с поверхности пленки. Имеются данные об исследовании лакокрасочных материа.лов методом НПВО [1481]. В работах [227—229] сообщается об изменениях, происходящих на поверхности полипропиленовых пленок под действием коронарного разряда и при фотоокислении. Варьируя условия отражения, можно. менять глубину проникновения светового пучка от 0,1 до 0,4 мкм. Исследовались также структурные изменения на поверхности облученных радиационно привитых и импрегнированных полимеров [1805]. [c.90]

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]

Изменения макромеханизма углеобразования при изменении температуры наблюдались в ходе цементации прессованной сажи углистым веществом, образующимся в результате дегидроконденсации бензола [112]. При температуре около 700° происходит в основном послойное образование углистого вещества со средней скоростью утолщения углистой пленки 40 А/ч. Увеличение скорости послойного роста с температурой носит линейный характер. При температурах выше 750° и особенно при температурах более 800° наряду с послойным углеотложением все более и более развивается процесс образования рыхлых структур в макропорах прессованной сажи. Рост скорости этого процесса с температурой имеет логарифмический характер. Доля второго макромеханизма в суммарном выходе углистого вещества все более возрастает практически от нуля пои температурах ниже 700° и до 70—90% при температурах выше 800°. [c.291]

Общий принцип послойного роста. Одной из наиболее характерных особенностей кристаллов является их способность расти в определенных геометрических формах, ограниченных плоскими гранями. Поскольку скорости роста кристаллических граней есть функции пересыщения жидкой фазы, из которой они растут, то возникает вопрос, каким образом грань кристалла может расти совершенно плоской, если во многих случаях пересыщение меняется от одной точки грани к другой. Например, кристалл, который растет из неперемешиваемого раствора на дне сосуда, образует, по существу, плоские грани, даже несмотря на значительные изменения при этих условиях пересыщения над любой гранью. Более того, обычно принимают, что любое возмущение молекулы в решетке не оказывает заметного воздействия на любую другую молекулу, отделенную от первой более чем несколькими межмолекулярными расстояниями поэтому тот факт, что две части кристалла, разделенные, скажем, 10 межмолекулярными расстояниями (величина порядка нескольких миллиметров), могут продвигаться с одинаковой скоростью, требует для своего объяснения специального механизма. [c.13]

VI.6. Послойный рост и повторимый шаг. В начале первой главы (раздел 1.1) были выдвинуты аргументы в пользу того, что кристалл должен расти путем распространения носледовательн].1 слоев постоянной толщины. Эти аргументы основывались на очеШ) общем соображении, что никакой другой механизм не смог бы обеспечить рост плоскими гранями. Мы назвали этот механизм послойным ростом . [c.164]

Обе теории приводят, следовательно, к выводу, что рост кристалла происходит путем распространепия слоев постоянной толщины. При этом теория новторимого шага основана на частном механизме присоединения молекул. Что же касается теории послойного роста, то она имеет более общую природу, поскольку не требуется делать никаких предположений относительно молекулярного механизма, и единственное предположение, которое здесь делается и которое реально — это то, что кристалл растет плоскими гранями. [c.164]

В случае электроосаждения Ag, РЬ, 8п и Си в отсутствие ингибиторов было обнаружено, что элементами выделяющегося ноликристаллического осадка металла являются не кристаллы с одинаковыми по порядку величины размерами в трех измерениях, а пластинки, толщина которых примерно в тысячу раз меньше, чем размеры в двух других измерениях. Толщина таких пластинок бывает обычно от 10 до 10 см [145—147]. Происхождение такого слоистого строения осадка может быть связано с описанным выше послойным ростом граней элементарных кристаллов. [c.80]

Современная молекулярно-кинетическая теория послойного роста кристаллов, предложенная Фольмером [33, 161], Бран-десом [162] и развитая в дальнейшем Косселем [163, 164], 85 [c.85]

Эта теория в качественных выводах достаточно хорошо подтверждается экспериментальными данными. Так, она аглядно объясняет стремление кристаллов покрываться плоскими, а ие кривыми поверхностями сам факт роста кристаллов в виде многогранников свидетельствует о значительном отличии линейных скоростей роста отдельных граней. Кроме того, задолго до создания законченной теории послойного роста опытным путем было обнаружено [169, 170], что кристалл в пересыщенном растворе растет не плавно, а скачками, т. е. после некоторой (иногда продолжительной) остановки наблюдается быстрое отложение вешества на грани в виде прирастающего слоя со строго параллельным расположением частиц, который сразу покрывает всю грань или большую ее часть. Некоторые исследователи [93, 171 — 174] смогли пронаблюдать слоистый рост кристаллов, причем для гетерополярных веществ зарождение каждого нового слоя начиналось из углов грани. [c.89]

Распределение истинно изомерного микрокомпонента плутония ( У) при изотермическом снятии пересыщения оксалата тория также описывается уравнением Дернера-Госкинса, что подтвернаает послойный рост кристаллов осадка при снятии пересыщения. [c.136]

Характерной особенностью кристаллов а-политипов карбида кремния является их коалесценция, т. е. такое срастание, при котором совпадают не только главные оси с гексагональных структур, но и оси а [1—3]. Это является прямым следствием послойного роста кристаллов и наличия, как правило, разного рода ошибок в чередовании укладки слоев вдоль оси с. Регулярные ошибки (пропуски или добавки первого слоя) через небольшое число правильно размещенных слоев приводят к образованию политипно-чистых однофазных структур. Укладка слоев в части кристалла по одному закону, а в другой части — по другому приводит к упомянутой- выше коа-лесценции политипов. Систематические ошибки в чередовании слоев, попадающиеся через большие интервалы, приводят к образованию сверхструктуры в данном основном политипе, т. е. к образованию многослойных политипов, которые, по существу, близки к базовой структуре. Случайные, нерегулярные ошибки в наложении слоев приводят к нерегулярным структурам, к образованию одномерно неупорядоченных кристаллов карбида кремния a-Si . [c.35]

При больших увеличениях на ловерхности каждого слоя различается весьма тонкий рельеф (рис. 1, б). Наличие такой субмикро-скопической шероховатости позволяет предположить, что в ходе послойного роста кристалла определенный вклад в кинетику электрокристаллизации вносит и механизм нормального роста. [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология