Привет студент

Теория роста кристаллов

Общие соображения

Как отмечалось, в настоящее время еще нет удовлетворительной теории образования реального кристалла. Это результат прежде всего больших сложностей, которые таят в себе реальные кристаллы, содержащие множество самых разнообразных дефектов. Будучи порожденными в процессе кристаллизации, дефекты способны влиять на этот процесс. Поэтому следует рассматривать теорию кристаллизации как частное выражение теории фазовых переходов непременно с учетом всех особенностей кристаллического состояния. Однако такой учет не осуществлен ни одной из современных теорий. Все они исходят из ряда упрощающих условия роста предпосылок, что обеспечивает определенную, часто узкую область применения в практике кристаллизации. Каждая теория объясняет только одну сторону процесса кристаллизации (адсорбционную, диффузионную, дислокационную и т. п.). Одни подходят к решению данной проблемы кристаллизации только с термодинамических позиций без учета особенностей кристаллического строения вещества, другие, восполняя в некоторой степени этот пробел, рассматривают кристалл как идеальную ненарушенную «решетку». Современная дислокационная теория учитывает только один тип дефектов — дислокации. Вероятно, можно ставить под сомнение возможность создания «универсальной», всеохватывающей теории роста кристаллов, учитывающей все явления, связанные с ростом кристаллов. Тем не менее есть основание надеяться на то, что теория роста, максимально приближающая нас к практике кристаллизации, со временем будет создана.

Еще задолго до открытия рентгеновых лучей Бравэ первым высказал положение о зависимости скорости роста разных граней кристаллов от плотности упаковки атомов (у Бравэ узлов решетки) на различных плоских сетках, т. е. от ретикулярной плотности граней. Он показал, как плоскости с максимальной плотностью продвигаются во время роста вперед по нормалям с наименьшими скоростями и, разрастаясь тангенциально, подавляют быстро нарастающие грани (рис. 18). Таким образом, следует различать нормальную и тангенциальную скорости роста грани кристалла. Нормальная скорость роста (L) есть скорость, с которой грань перемещается параллельно самой себе в направлении, перпендикулярном к своей поверхности. Тангенциальная (Л) — это скорость разрастания грани в направлениях, лежащих в плоскости грани.

Во времена Бравэ не было методов для установления внутренней структуры кристаллов, поэтому уже в то же время имелись данные, указывающие на многие трудности в применении его теории. Полностью, однако, сохранилось основное положение теории Бравэ, а именно, что ретикулярные плотности различных плоскостей решетки являются одним из важнейших факторов, определяющих конечную форму кристалла.

Несколько позднее П. Кюри выдвинул идею о зависимости скорости роста кристаллов от его поверхностной энергии: с увеличением поверхностной энергии грани кристалла увеличивается скорость ее роста и наоборот. Эта идея хорошо увязывается с положением Бравэ об обратной зависимости поверхностной энергии грани от ее ретикулярной плотности.