Кристаллы форма и условия роста

Природные кристаллы, а также кристаллы, получаемые искусственным путем, редко в точности соответствуют теоретическим формам. Обычно при затвердевании расплавленного вещества кристаллы срастаются вместе и потому форма каждого из них оказывается не вполне правильной. Прн быстром выделении вещества из раствора тоже получаются кристаллы, форма которых искажена вследствие неравномерного роста в условиях кристаллизации. [c.159]

Неповторимость формы снежинок удается связать с представлениями о слабой стабильности. Образование кристаллов льда начинается с плоского гексагонального мотива кристалликов воды, растущих в шести эквивалентных направлениях. Поскольку вода быстро затвердевает, выделяется скрытая теплота кристаллизации, которая распределяется между шестью растущими выпуклостями. Эта выделившаяся теплота замедляет рост на участках, находящихся между выпуклостями. Такая модель дает объяснение дендритной, или древовидной, форме кристалла. Как незначительные различия в условиях роста двух кристаллов, так и их слабая стабильность обусловливают их неповторимое развитие. То, что находится на грани устойчивости, крайне чувствительно к небольшим изменениям и будет значительно реагировать на ничтожные усилия [17]. На каждой стадии такого роста реализуются слегка видоизмененные условия в микроокружении, что обусловливает новые изменения в развивающихся лучах (или ветвях). Однако приходится допускать, что для всех шести лучей условия микроокружения одинаковы, что определяет их почти полное тождество. [c.44]

Внешняя форма кристалла отличается наличием плоских граней, которые самопроизвольно возникают в процессе его роста. Линия пересечения двух граней называется ребром, а точка, в которой сходятся три или более грани, называется вершиной. Определенное сочетание этих геометрических элементов и создает неповторимое многообразие существующих кристаллических форм. Условия роста кристалла оказывают значительное влияние на его форму, поэтому кристаллы одного и того же вещества могут иногда выглядеть по-разному. Несмотря на то что форма граней может сильно изменяться, углы между соответствующими гранями остаются постоянными в кристаллах данного вещества вне зависимости от условий кристаллизации. Это положение составляет сущность одного из основных законов кристаллографии — закона постоянства двугранных углов. [c.234]

Правильная геометрическая форма является не единственным признаком кристаллической структуры. Она может внешне искажаться в процессе неблагоприятных условий роста кристалла. При идентификации веществ руководствуются также следующими законами [c.131]

Аморфные (стеклообразные) тела изотропны, т. е. векторные свойства их не зависят от направления. Эти тела имеют неправильные формы. Кристаллы характеризуются определенными формами многогранников с плоскими гранями, которые по закону гранных углов пересекаются при данной температуре у данной модификации вешества под определенными углами независимо от размеров и искажений, связанных с условиями роста кристаллов. Для каждой кристаллической модификации данного вещества свойственна определенная температура плавления. Кристаллы анизотропны у них многие так называемые векторные свойства (тепло- и электропроводность, прочность, термическое расширение, скорость роста, растворение, травление и т. д.) зависят от направления. Однако теплоемкость, плотность и прочие скалярные свойства у всех веществ не зависят от направления. [c.116]

Так как в реальных условиях роста кристаллов по методу Чохральского изотермическая поверхность кристаллизации имеет сложную форму, наличие таких полостей может быть локализовано на различных участках фронта кристаллизации, что создаст неравномерные сдвиговые деформации в формирующейся кристаллической решетке. [c.101]

Известно, что примесный азот в диспергированной форме окрашивает кристаллы алмаза в желто-зеленый цвет. Поэтому в первом приближении сведения об условиях роста кристаллов можно получить, исходя из характера их окраски. [c.422]

Базисная грань (001) слюды растет медленнее других и всегда хорошо выражена на кристаллах. В зависимости от условий рост этой грани происходит по нуклеарно-дислокационному механизму. На рис. 16 показаны различные формы холмиков роста, наблюдаемые на грани (001). Большинство из холмиков не имеет явно [c.41]

Один из главных дефектов выращиваемых кристаллов — нормальное механическое напряжение, которое вызывается неоднородностью температурного поля во время роста (термоупругие напряжения) и дефектами реальной структуры кристалла макро-и микровключениями, дислокациями, неравномерным распределением примеси и др. [4]. Для уменьшения термоупругих напряжений необходимо уменьшение величин температурных градиентов в зоне роста и охлаждения кристалла, достижение возможно более вертикального положения изотерм и их приближения к плоскому виду и пр. [40]. С целью уменьшения горизонтальных температурных градиентов в кристалле в условиях ГНК с боков и торцов лодочки в корыто помещаются кассеты из молибденовых экранов. Приближение формы изотермы к плоской достигается за счет того, что под лодочку укладывается молибденовая проволока. [c.179]

Большинству твердых тел свойственно кристаллическое строение, т. е. высокая степень упорядоченности в расположении атомов. Часто кристаллы имеют чрезвычайно малые размеры, обладают совершенно неправильной внешней формой, но их внутреннее строение и свойства остаются такими же, как и у крупных кристаллов. Поэтому изучение строения кристаллов следует начинать с рассмотрения внешней формы кристаллического индивидуума, которую он принимает при благоприятных условиях роста. [c.9]

При неблагоприятных условиях роста, например при влиянии стенок сосуда или соседних кристаллов, данный кристалл может получиться и неправильной формы — кристаллы одного и того же вещества могут оказаться по внешнему виду чрезвычайно несходными. Однако правильность формы все же сохранится, хотя и в несколько неявном виде. [c.9]

Форма и симметрия кристаллов. Форма кристаллов, определяясь в первую очередь относительной скоростью отложения частиц на гранях разного строения, сильно зависит также и от внешних условий роста. Идеальные формы развиваются, когда ко всем граням имеется свободный доступ материала из раствора, при равномерной и по возможности небольшой скорости роста кристаллов. [c.8]

Возьмем небольшой кристалл, форма которого такова, что отдельные грани слишком велики для получения на них равновесия, другие — слишком малы для этого. Для достижения равновесной формы слои должны удаляться с малых граней, а на больших откладываться. В соответствии с теорией роста совершенных кристаллов [77], разработанной Странским и Фольмером и рассмотренной в общих чертах в разделе V,1,Д, для такого роста необходимы очень большие грани, на которых должно происходить двумерное зародышеобразование. При равновесном давлении пара, которое должно быть по условию, размер двумерных зародышей, согласно уравнению (47), равен [c.381]

Присутствие жидких малоциклических ароматических углеводородов из-за наличия в их молекулах коротких боковых цепей не влияет на структуру и размер кристаллов парафиновых углеводородов. Повышенное их содержание приводит к увеличению размеров этих кристаллов вследствие уменьшения концентрации последних в растворе, что связано с облегчением условий роста кристаллов. Полициклические ароматические углеводороды в концентрации >25% (масс.) на смесь способствуют уменьшению размеров кристаллов парафинов, что объясняется повышением вязкости раствора, из которого проводится кристаллизация. Процесс кристаллизации твердых углеводородов из полярных и неполярных растворителей протекает в форме монокристаллических образований образуется структура, состоящая из кристаллов определенной формы, причем каждый монокристалл развивается из одного и того же центра. При такой форме кристаллизации отдельные кристаллы могут быть как разобщены между собой, так и образовывать в растворе пространственную кристаллическую решетку. С помощью электронного микроскопа при увеличении в 13 000 раз удалось проследить практически все стадии роста кристаллов от момента возникновения зародышей (центров кристаллизации) до полностью оформленного кристалла [25, 26]. Такое постадийное изучение процесса роста кристаллов проведено на примере пента-контана ( пл = 93°С) при кристаллизации в углеводородной среде (рис. 39, а—г). [c.131]

Почти все твердые тела, включая минералы и металлы, являются кристаллическими. Кристаллические тела представляют собой более или менее крупные одиночные монокристаллы или сростки большого числа кристаллов — поликристаллы. Монокристалл образуется из жидкой фазы выращиванием вокруг единичного зародышевого центра. В зависимости от условий роста монокристаллов (различают равновесную и неравновесную формы), они могут иметь различную огранку. [c.141]

Если исходный кристалл ограничен только линиями (01), а отношение скоростей таково, что удовлетворяет условию (1,29), то в процессе роста возникнут линии (11). Если же < У"2/2, то из исходного кристалла, ограниченного линиями (01), возникнет кристалл формы, определяемой линиями (11). Из рис. 1,13 видно, что та граница, которая в процессе роста медленнее перемещается в нормальном направлении, будет вытеснять границу, перемещающуюся быстрее. [c.40]

Нужно, однако, иметь в виду, что различные кристаллы приобретают характерную для них форму только при благоприятных условиях кристаллизации, из которых особо важное значение имеет достаточно медленный рост кристаллов. Надлежащая скорость роста их обычно наблюдается в тех случаях когда кристаллизация происходит из слабо пересыщенных растворов. При этом в первые моменты образуется сравнительно немного мельчайших зародышей кристаллов, которые постепенно [c.29]

Нужно, однако, иметь в виду, что различные кристаллы приобретают характерную для них форму только при благоприятных условиях кристаллизации, из которых особо важное значение имеет достаточно медленный рост кристаллов. Надлежащая скорость роста их обычно наблюдается в тех случаях. [c.18]

В предыдущих разделах мы рассмотрели вопросы, связанные с тем, что является движущей силой кристаллообразования. Нельзя не упомянуть вопрос о том, какую форму принимает кристалл в процессе роста. Пусть описываемая система находится в стационарных условиях /i = onst, i= onst, A",, = onst. Под стационарной формой роста кристалла понимается форма, которую принимает кристалл при перечисленных условиях в случае, когда скорости роста граней постоянны во времени и в процессе роста кристалла сохраняется ориентация граней (рост кристалла рассматривается в кинетической области). В работе [70] получено соотношение, характеризующее стационарную форму роста кристалла [c.112]

Наличие в растворе посторонних веществ может вызвать изменение внешней формы растущего кристалла. Так, хлорид натрия в водном растворе кристаллизуется в виде простых кубов (рис. 5.8, а), если же раствор содержит немного мочевины 0(NH2)2. то кристаллы приобретают форму кубов со срезанными вершинами. При еще большем содержании мочевины в растворе размер граней, срезающих вершины куба, увеличивается (рис. 5.8, б, а), а при достаточно высокой концентрации моче-ьины именно эти грани формируют кристалл и вместо куба получается октаэдр (рис. 5.8, г). По составу и структуре октаэдрические кристаллы хлорида натрия ничем не отличаются от кубических и практически не содержат мочевины. Это явление. можно объяснить по-разному молекулы мочевины адсорбируются или на гранях куба, способствуя их быстрому росту, или же, что более вероятно, — на гранях октаэдра, замедляя их рост (скорость самопроизвольно растущих граней кристалла в условиях, близких к равновесным, должна быть минимальной), В данном случае проявляется каталитическое влияние постороннего вещества (мочевины) на скорость роста отдельных граней кристалла (хлорида натрия). [c.249]

При быстрой кристаллизации в условиях, далеких от равновесного хода процесса, обычно получаются поликристаллические вещества, зерна которых в силу условий роста, соприкосновения и срастания обычно имеют неправильную форму. Пространственная ориентация их различна и случайна, границы деформированы. Внутренняя структура зерен также неидеалъная из-за различных напряжений, неравномерного теплоотвода и т. д. Особенно много дефектов на границе зерен. Поверхностные слои по свойствам и даже по составу могут отличаться от внутренних слоев кристалла. От дефектов строения сильно зависят свойства веществ. Медленная кристаллизация способствует образованию более крупных кристаллов с меньшим числом дефектов в них. Кристаллы могут получаться различными способами (см. гл. X). [c.135]

В виде включений в порах и полостях внутри кристалла. По мере роста кристаллов локальные отклонения от нормальных условий, вероятно, вызывают изменение скоростей роста, что приводит к образованию мельчайших полостей, в которых остаются включения маточного раствора. Кроме того, два или несколько непосредственно соприкасающихся кристаллов, несомненно, растут совместно, что приводит к кристаллическим образованиям неправильной формы, также содержащим включения маточного раствора. Эти загрязняющие включения возможно удалить только илавлением или механическим разрушением кристалла темп пли другими способами. Обычные онерации сушки и промывки в центрифугах и на фильтрах не обеспечивают удалешгя включений жидкосте . [c.65]

Прн гомог. образовании кристаллнч. зародышей (при затвердевании, кристаллизации из р-ра) их форма определяется условием Гиббса-Кюри минимума поверхностной энергии зародыша где у, и -соотв. уд. свободные поверхностные энергии и площади i-x граней кристалла. Этому условию отвечает соотношение Вульфа У(/А( = onst, где /г -расстояние i-й грани от центра кристалла. Зависимость ДО(Л,) при образовании крнс-таллич. зародышей сходна с выражением (1), но численные коэф. оказываются иными. Часто выражение (1) применяют и при рассмотрении образования кристаллич. зародышей, подразумевая под величиной у нек-рое усредненное (эффективное) зиачеине уд. поверхностной энергии зародыша. Прн гетерог. образовании кристаллич. зародышей важное значение имеет структурное соответствие зародыша и матрицы, на к-рой он образуется. Выделение кристаллич. фазы иа подложке с близкими параметрами их кристаллич. структуры наз. эпитаксиальным ростом. Как особый вид гетерог. 3. и. ф. можно рассматривать возникновение двухмерных зародышей при кристаллизации новых атомарных (молекулярных) плоскостей с высотой а, равной межплоскостному расстоянию. При этом для зародышей квадратной формы с длиной ребра I [c.163]

Структура амфиболов позволяет синтезировать амфиболоподобные соединения различного состава в волокнистой форме. Анизотропия роста кристаллов во многом зависит от анизотропии структурной организации слагающих кристалл элементов. Анизотропия роста чаще всего совпадает с направлением наиболее прочных связей в структуре кристалла. В структуре амфибола энергетически более прочные связи имеют преимущественную направленность по оси С. Это является структурной предпосылкой для развития волокнистых форм. Однако в природе амфиболы встречаются в виде различных морфологических разновидностей. О влиянии внещней среды при кристаллообразовании на морфологию кристаллов свидетельствует разнообразие кристаллических форм одного и того же минерала, образующегося в различных условиях. Наиболее щироко изучены условия синтеза волокнистых щелочных амфиболов. В волокнистой форме получены щелочные амфиболы железистые, магнезиальные, магнезиально-железистые, аналогичные 1П0 составу природным амфиболовым асбестам, а также 108 [c.108]

Форма фронта кристаллизации может изменяться постепенно или резко, искусственно (например, путем изменения скорости вращения кристалла) или самопроизвольно (без какого-либо внешнего изменения условий роста). При резком изменении выпуклой формы фронта кристаллизации на менее выпуклую или плоскую форму происходит расплавление центральной части конуса. Г. Зудзик высказал предположение, что такая естественная смена формы фронта кристаллизации связана с критической длиной кристалла, которая определяет величину теплоотвода через него. [c.208]

Г В зависимости от условий кристаллизации, концентрации, химического строения и молекулярной массы полимера молекулы могут складываться в разных кристаллографических направлениях. Формирование тех или других плоскостей складывания контролируется эпергетичегкой выгодностью такого процесса. Например, в монокристаллах ПЭ молекулы могут складываться в плоскостях (ПО) (плоскости с наиболее плотной упаковкой), в плоскостях (100)—следующих по численности находящихся в них атомов), а также и в некоторых других. Направления складок определяют внешнюю форму кристаллов, так как рост их происходит в направлении, нормальном к плоскостям складывания. При кристаллизации ПЭ из разбавленных растворов могут быть получены ромбовидные кристаллы, шестигранные, кристаллы в виде усеченного ромба. Кристаллы с различными поверхностями роста могут быть выращены и из других полимеров (ПОМ, найлоны и т. д.). Закономерный сдвиг складки в кристаллографическом направлении [001] по мере ее удаления от центра кристаллизации приводит к образованию кристаллов в виде полых пирамид форма последних характерна для многих полимерных кристаллов. Они отличаются лишь углом при вершине пирамиды. В связи с этим высаживание на плоскую подложку для ЭМ исследования сопровождается обычно коллапсом кристаллов, что приводит к возникновению трещин и морщин на их поверхности (рис. I. 5, б). [c.36]

При выкристаллизоВывании на поверхности твердого тела кристаллы брусита, подобно другим кристаллам, должны располагаться плоскостями (0001), параллельно поверхности. На это указывают многочисленные опыты. Очевидно, что после образования зародыша, такого кристалла дальнейший его рост будет зависеть от окружающих условий. В нормальных условиях кристалл будет расти преимущественно в двух измерениях, что и дает кристаллы чешуйчатой формы. Но может получиться так, что вследствие адсорбции посторонних веществ боковые грани призмы потеряют свою активность, и тогда будет продолжаться рост в третьем измерении, но уже с измененной ориентировкой, так как скорость роста боковых граней призмы больше, чем граней основания. После образования зародыша волокна адсорбция посторонних ионов может оказаться более сильной на его боковой поверхности, чем на острие, и поэтому рост его должен продолжаться в одном измерении, что и наблюдается у естественного немалита. [c.168]

Рис. 10. Разновидности форм снежного кристалла в завпси.мости от условий роста пластинка, дендрит, комбинация пластинки и дендрита.

Почему же хлорид натрия в присутствии небольшого количества добавки изменяет свою излюбленную кубическую форму В кубическом кристалле все грани растут с одинаковой скоростью. Но некоторые вещества образуют с хлоридом натрия непрочные соединения, которые и изменяют условия роста кристаллов. Вот и получается необьлная для данного вещества кристаллическая ( рма. [c.6]

Дендритная форма кристаллов (рис. 2). Рост кристалла происходит по границам зерен. Образцы были подвергнуты нагреванию в продолжение нескольких часов при 1100° С (область раство1римости углерода. Затем температура была медленно (примерно в продолжение 15 мин.) понижена до области образования карбида ( 700°С) и поддерживалась на этом уровне в продолжение нескольких часов. После этого образец подвергался охлаждению вне печи в сильном вакууме. В этих условиях на межповерхностных границах зерен образуются крупные дендриты, причем исключается образование всех других типов осадков. Количество образующегося осадка отчетливо изменяется в зависимости от степени относительной дезориентации двух соседних кристаллов. На межповерхностных границах двойников вообще не образуется никаких осадков. [c.203]

Найти кристалл, форма которого совершенна, удается очень редко. Специфические условия роста кристалла оказывают сильное влияние на его форму. Так, если кристалл Na l вырастить в перемешивающемся растворе, то его форма будет близка к кубу. Однако можно вырастить кристаллы хлористого натрия, похожие [c.214]

Сдвиг потенциала электрода в сторону более отрицательных значений, чем равновесный, вызывает восстановление катионов металла, что и приводит к образованию новой кристаллической фазы. Ее возникновение связано с известными особенностями, знание которых должно помочь подбору таких условий восстановления, которые обеспечили бы получение осадка требуемого качества. Строение кристаллического тела — величина отдельных кристаллов — зависит от соотношения между скоростью (частотой) зарождения новых центров кристаллизации (зародышей) и скоростью роста уже зародившихся кристаллов. Форма кристаллов зависит от соотношения скоростей роста их граней. Если скорость образования зародышей велика, по сравнению со скоростью роста кристалла, то получается мелкокри- [c.492]

Объяснить наблюдаемое расхождение можно, представив, что только при присоединении частиц к уступам на поверхности кристалла выполняется условие его роста без увеличения поверхности (в положении 3 на рис. 5.8). На основании этого можно заключить, что исходный зародыш неправильной формы (показанный на рис. 5.9) растет, приобретая гладкую на молекулярном уровне форму, быстрее, чем начинают расти новые слои в результате флуктуаций. Однако на гладкой поверхности кристалла его рост может происходить только после вторичного зародышеобразования (см. рис. 5.3,6). Вторичное зародьш1еобразование представляет собой медленный процесс, и поэтому должно определять скорость роста кристалла. [c.103]

Первая количественная теория роста кристачлов была предложена Гиббсом [118] на основе развитой им термодинамики "Когда кристалл находится в таком равновесном состоянии, что он может расти или растворяться, то вероятна следующая последовательность молекулярных процессов. Поскольку молекулы, расположенные в углах и на кромках совершенного кристалла, будут менее крепко связаны со своими местами по сравнению с молекулами, находящимися в середине какой-либо грани, то можно предположить, что, если выполняется условие теоретического равновесия, некоторые из наиболее выступающих слоев молекул на каждой из кристаллических граней окажутся не полностью застроенными по направлению к кромкам. Границы этих несовершенных слоев флуктуируют, поскольку отдельные молекулы встраиваются или удаляются.. . Теперь непрерывный рост любой грани кристалла оказывается невозможным до тех пор, пока не смогут образоваться новые слои. Для этого должна существовать величина р (потенциал кристалла), которая может превышать равновесное значение этой величины на конечное значение. Поскольку основная сложность образования нового слоя связана с его зарождением, то необходимое значение ц может не зависеть от площади грани.. . По-видимому, любая стадия удаления слоя молекул не связана с такими же трудностями, которые характерны для зарождения нового слоя.. . "Здесь в ясной форме содержится утверждение, что кристаллизация обратима до этапа, названного в гл. 5 вторичным зародышеобразованием для протекания последнего необходимо преодоление более высокого барьера свободной энергии, который для стадии растворения не существует. К этому времени эти две стадии образования кристалла — зародышеобразование и рост — приобрели точный термодинамический смысл. [c.155]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология