ხსნარები, დნება, ნივთიერებიდან სხვა კრისტალურ ან ამორფულ მდგომარეობაში.
კრისტალიზაცია იწყება მაშინ, როდესაც მიიღწევა გარკვეული შემზღუდველი მდგომარეობა, მაგალითად, სითხის სუპერგაციება ან ორთქლის ზეგაჯერება, როდესაც მცირე კრისტალები - "ბირთვები", კრისტალიზაციის ცენტრები, თითქმის ერთდროულად ჩნდება კრისტალების სიმრავლეში. მიკროკრისტალები იზრდებიან მიმდებარე დნობის, სითხის ან ორთქლის ახალი ატომების ან მოლეკულების მიმაგრებით მათ ზედაპირზე. ბროლის სახეების ზრდა ხდება ფენა-ფენა, არასრული ატომური ფენების კიდეები (ზრდის საფეხურები) კრისტალიზაციის დროს მოძრაობენ სახის გასწვრივ თანმიმდევრულ ფრონტებზე ერთმანეთის მიყოლებით. ზრდის ტემპიდან და პირობებიდან გამომდინარე, კრისტალიზაციის პროცესი იწვევს ზრდის სხვადასხვა ფორმის (მრავალწახნაგოვანი, გაბრტყელებული, წიწვოვანი, ძაფისებრი, ჩონჩხის, დენდრიტული და სხვა ფორმები) და შიდა კრისტალური სტრუქტურების (ზონალური, სექტორული, ბლოკის და სხვა) ფორმირებას. სტრუქტურები). სწრაფი კრისტალიზაციის დროს აუცილებლად წარმოიქმნება ბროლის გისოსის სხვადასხვა შიდა დეფექტები.
თუ კრისტალი არ დნება, არ იშლება, არ აორთქლდება და არ იზრდება, მაშინ ის იმყოფება თერმოდინამიკურ წონასწორობაში დედა გარემოსთან (დნობა, ხსნარი ან ორთქლი). ბროლის წონასწორობა იმავე ნივთიერების დნობით შესაძლებელია მხოლოდ დნობის ტემპერატურაზე, ხოლო წონასწორობა ხსნართან და ორთქლთან - თუ ეს უკანასკნელი გაჯერებულია. გარემოს ზეგაჯერება ან სუპერგაცივება აუცილებელი პირობაა მასში კრისტალის ზრდისთვის და რაც უფრო დიდია ბროლის ზრდის ტემპი, მით მეტია გადახრა PT წონასწორობის პირობებიდან.
კრისტალიზაცია არის ნივთიერების ფაზური გადასვლა ზეგაციებული (ზეგაჯერებული) დედა გარემოს მდგომარეობიდან კრისტალურ ქიმიურ ნაერთზე ნაკლები თავისუფალი ენერგიით. კრისტალიზაციის დროს წარმოქმნილი ჭარბი ენერგია გამოიყოფა ლატენტური სითბოს სახით. ამ სითბოს ნაწილი შეიძლება გარდაიქმნას მექანიკურ სამუშაოდ. მაგალითად, მზარდ კრისტალს შეუძლია აწიოს მასზე მოთავსებული დატვირთვა, განავითაროს კრისტალიზაციის წნევა (სხვადასხვა მინერალისთვის განსხვავებულია, ზოგიერთ შემთხვევაში შეიძლება შეფასდეს ათობით კგ/სმ2-ზე). კერძოდ, ისეთი რბილი მინერალის ანთოლითებს, როგორიც არის თაბაშირი, შეუძლიათ აწიონ კლდის ნაჭრები, რომელთა წონაა რამდენიმე კგ. ასევე ფართოდ არის ცნობილი ყინულის ანთოლითის მაგალითი, რომელსაც შეუძლია გაყინული მიწის დაძაბვა ან მძიმე საგნების აწევა. და მარილის კრისტალები, რომლებიც წარმოიქმნება ბეტონის კაშხლების ნაპრალებში ზღვის წყალში, ზოგჯერ იწვევს ბეტონის გაფუჭებას.
სუპერგაციებულ გარემოს შეუძლია შეინარჩუნოს არასტაბილური მეტასტაბილური მდგომარეობა დიდი ხნის განმავლობაში, კრისტალიზაციის გარეშე. თუმცა, როდესაც მიიღწევა გარემოს გარკვეული კრიტიკული სუპერგაცივება, რომელიც კრიტიკულია მოცემული პირობებისთვის, მასში მყისიერად ჩნდება მრავალი მცირე თესლის კრისტალი. შედეგად მიღებული კრისტალები იზრდება და, თუ სუპერგაგრილება მცირდება, ახალი ბირთვები, როგორც წესი, აღარ ჩნდება. ასევე ბევრი რამ არის დამოკიდებული ენერგიულად აქტიური ფაზების ან ნაწილაკების არსებობაზე, რომლებსაც შეუძლიათ შეასრულონ „თესლების“ როლი, რომლებიც კრისტალიზაციის დაწყების პროვოცირებას ახდენენ.
პლაზმა, ისევე როგორც ამორფული ნივთიერებები ან განსხვავებული სტრუქტურის კრისტალები. კრისტალიზაციის პროცესში ნივთიერების ატომები, მოლეკულები ან იონები ბროლის ბადეში რიგდებიან. კრისტალიზაცია არის პირველი რიგის არაბალანსირებული ფაზის გადასვლა. კრისტალის წონასწორობის პირობები გარემოსთან (დნობა, ორთქლი, ხსნარი და ა. პოტენციალი. კრისტალების ზრდის აუცილებელი პირობაა წონასწორობიდან გადახრა, რომელიც განისაზღვრება გადაჭარბებული გაგრილებით (ტემპერატურის განსხვავება წონასწორობიდან) და სუპერგაჯერებით (ზეწოლის ან კონცენტრაციის განსხვავება წონასწორობის მნიშვნელობებისგან). ფაზური გადასვლის თერმოდინამიკური მამოძრავებელი ძალა რაც უფრო მაღალია, მით მეტია გადახრა წონასწორობიდან. ნივთიერების კრისტალურ ფაზაში გადასვლას თან ახლავს კრისტალიზაციის ლატენტური სითბოს გამოყოფა და თუ ეს სითბო მთლიანად არ მოიხსნება, წონასწორობიდან გადახრა შეიძლება შემცირდეს და პროცესი შენელდება. როგორც პირველი სახის კრისტალიზაციის ფაზური გადასვლა, მას თან ახლავს ნახტომი სპეციფიკურ მოცულობაში საწყის ფაზასთან მიმართებაში და ამან შეიძლება გამოიწვიოს წნევის ცვლილება კრისტალიზაციის სისტემაში. ამრიგად, კრისტალიზაცია არის სითბოს და მასის გადაცემის რთული პროცესი, რომელიც კონტროლდება თერმოდინამიკური და კინეტიკური ფაქტორებით. ბევრი მათგანის კონტროლი რთულია. სისუფთავის დონე, ტემპერატურა და კომპონენტების კონცენტრაცია ფაზის საზღვრის უშუალო სიახლოვეს, შერევა, სითბოს გადაცემა შეიძლება იყოს ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავს მიღებული კრისტალების ზომას, რაოდენობას და ფორმას.
კრისტალიზაციის ცენტრები. კრისტალიზაციის პროცესი შედგება ორი ეტაპისგან: კრისტალიზაციის ცენტრების ნუკლეაცია და კრისტალების ზრდა. საწყისი ეტაპი - კრისტალიზაციის ცენტრების ნუკლეაცია - არის ბროლისთვის დამახასიათებელი რიგის მტევნის წარმოქმნა. მაგრამ ზოგჯერ მათი სტრუქტურა შეიძლება განსხვავდებოდეს სტაბილური მაკროსკოპული ბროლის სტრუქტურისგან. ასეთი მტევნის წარმოქმნა სუფთა სითხეებში ან აირებში ხდება მასიური კრისტალის დნობის წერტილის ქვემოთ, ატომების ან მოლეკულების თერმული მოძრაობის დროს შემთხვევითი შეჯახების შედეგად. წონასწორობაზე დაბალ ტემპერატურაზე ნაწილაკების გაერთიანება კრისტალურ მტევანში თერმოდინამიკურად სასარგებლოა, მაგრამ მისი ახალი ზედაპირის გამოჩენა ენერგიას მოითხოვს, რაც კრისტალიზაციის ცენტრების ბირთვული წარმოქმნის დაბრკოლებას წარმოადგენს. რაც უფრო პატარაა მტევანი, მით მეტია ნაწილაკების ფრაქცია, რომლებიც ქმნიან მის ზედაპირს. ამიტომ, მცირე ზომის დროს, კლასტერების უმეტესობა იშლება ნაწილაკების ვიბრაციული ენერგიის რყევების გამო. მტევნის ზრდასთან ერთად, ზედაპირის ენერგიის წილი მცირდება ნაწილაკების ასოციაციის დიდი ენერგიის მიმართ, რაც ზრდის მტევნის სტაბილურობას. მოცემული სუპერგაჯერებისას არის კრიტიკული ზომა, რომლის ზემოთაც კლასტერებს შეუძლიათ შემდგომი ზრდა და გახდნენ კრისტალიზაციის ცენტრები.
კრისტალიზაციის ცენტრების ნუკლეაციის ინტენსივობის რიცხვითი მახასიათებელია ნუკლეაციის სიხშირე (ნუკლეაცია) - ცენტრების რაოდენობა, რომლებიც წარმოიქმნება დროის ერთეულზე საშუალო მოცულობის ერთეულზე. არსებული თეორია ხსნის ნუკლეაციის სიხშირის ტემპერატურულ დამოკიდებულებას და აკავშირებს მას გარემოს პარამეტრებთან, რომელშიც იქმნება კრისტალიზაციის ცენტრები. დაბალი სიბლანტის მქონე სითხეებისთვის, მაგალითად, მდნარი ლითონების უმეტესობისთვის, თეორია პროგნოზირებს დიდ სუპერგაგრილებას, რომლის დროსაც უნდა დაფიქსირდეს კრისტალიზაციის ცენტრების სპონტანური ნუკლეაცია. სუპერგაგრილების შემდგომი მატებასთან ერთად, ნუკლეაციის სიხშირე სწრაფად იზრდება, მაქსიმუმს აღწევს ტემპერატურაზე, რომელიც დაახლოებით ტოლია კრისტალის წონასწორობის ტემპერატურის მესამედს დნობასთან. კრისტალიზაციის ცენტრების ბირთვების სიხშირის სწრაფი შემცირება კიდევ უფრო დაბალ ტემპერატურაზე განპირობებულია თერმული მოძრაობის შენელებით და სიბლანტის ძლიერი ზრდით. უფრო ბლანტი სითხეებისთვის, სიხშირის მაქსიმუმი გადადის ქვედა ქვეგაგრილებისკენ, ხოლო თავად სიხშირის მნიშვნელობები გაცილებით დაბალია.
ვინაიდან თეორიის მრავალი პარამეტრი ცნობილია გამოთვლებისთვის არასაკმარისი სიზუსტით, ექსპერიმენტული მონაცემები მნიშვნელოვან როლს თამაშობს. იდეალურ პირობებთან დაახლოება მიიღწევა ექსპერიმენტებში რამდენიმე მიკრომეტრიდან ნანომეტრამდე დიამეტრის მქონე სითხის მცირე წვეთების გამოყენებით. სპონტანური ნუკლეაცია მოითხოვს წონასწორობიდან დიდ გადახრებს, ხოლო კრისტალიზაციის ცენტრები ხასიათდება ერთი ნანომეტრის რიგის კრიტიკული ზომით. მაგალითად, სუფთა ლითონების დნობისთვის, ექსპერიმენტებში დაფიქსირებული კრისტალიზაციის ცენტრების სპონტანური ნუკლეაციის ტემპერატურა არის დნობის ტემპერატურის 30-50%. ბევრი სილიკატური დნება, როდესაც გაცივდება, ზოგადად მყარდება კრისტალიზაციის გარეშე, ქმნის შუშებს. ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ ბლანტი სითხეებში კრისტალიზაციის ცენტრების ნუკლეაციის პროცესი არასტაციონარულია. ეს ნიშნავს, რომ კრისტალიზაციის ცენტრების ნუკლეაციის სიხშირე, რომელიც დამახასიათებელია წონასწორობიდან მოცემული გადახრისთვის, ჩნდება მხოლოდ დაყოვნების დროის გასვლის შემდეგ, რომელიც შეიძლება იყოს საკმაოდ დიდი, შედარებული ან თუნდაც აღემატებოდეს ნიმუშის გაგრილების დროს. ლითონის დნობა ხასიათდება გაცილებით დაბალი სიბლანტით და ზოგიერთი შენადნობისთვის კრისტალიზაციის ცენტრების სპონტანური ნუკლეაციის ჩახშობა შესაძლებელია მხოლოდ ძალიან სწრაფი გაგრილებით (10 6 კ/წმ-ზე მეტი სიჩქარით). ეს ემყარება ამორფული ლითონების წარმოების ტექნოლოგიას. ამორფული მდგომარეობის სტაბილურობა უზრუნველყოფილია ატომების გაცვლის ძლიერი შენელებით კრისტალსა და გარემოს შორის დაბალ ტემპერატურაზე. შესაძლებელია დაკვირვება გაცხელებისას ამ გზით მიღებული ამორფული მდგომარეობის კრისტალიზაციაზე, თერმული მოძრაობის ინტენსივობის გაზრდაზე და ამ შემთხვევაში გამოთავისუფლებულმა ფაზური გადასვლის ლატენტურმა სიცხემ შეიძლება მნიშვნელოვნად გააძლიეროს პროცესი, კიდევ უფრო გაზარდოს ტემპერატურა. ზოგიერთ ნივთიერებაზე (გერმანიუმი, სილიციუმი, ამორფული ყინული) შეინიშნება ამორფული მდგომარეობის ფეთქებადი კრისტალიზაცია.
დაბინძურებულ გარემოში, კრისტალიზაციის ცენტრები ჩნდება უცხო კრისტალურ ნაწილაკებზე, წონასწორობიდან გაცილებით მცირე გადახრით. ასეთ შემთხვევებში კრისტალიზაციის ცენტრების ნუკლეაციის სიხშირე ასევე დამოკიდებულია ჭურჭლის კედლების მასალაზე და რადიაციის ეფექტზე. ჩანასახის კრისტალები კარგად დასველებულ ორიენტირებულ ზედაპირზე დაახლოებით გუმბათის ფორმისაა; ამიტომ, კრისტალიზაციის ცენტრების ასეთი ჰეტეროგენული ნუკლეაცია ხდება ქვედა სუპერგაცივებზე. კრისტალიზაციის ცენტრების კონტროლირებადი ჰეტეროგენული ნუკლეაცია გამოიყენება, მაგალითად, ერთკრისტალური ფილმების ეპიტაქსიალურ წარმოებაში. თესლის კრისტალიზაციის ცენტრში დიდი სრულყოფილი ერთკრისტალების გაზრდისას, რომლებიც შეიცავს დეფექტების მინიმალურ რაოდენობას, აუცილებელია თავიდან იქნას აცილებული სპონტანური ბირთვების გამოჩენა. ამისათვის გამოიყენეთ წონასწორობის პირობებიდან მცირე გადახრა. მეტალურგიაში, კრისტალური მასალების მიღებისას, ისინი ცდილობენ მიიღონ კრისტალიზაციის ცენტრების მაქსიმალური რაოდენობა, რისთვისაც იქმნება დნობის ღრმა სუპერგაგრილება.
კრისტალების ზრდის მექანიზმები.იმისდა მიხედვით, ბროლის ზედაპირი გლუვია თუ უხეში ატომური მასშტაბით, განასხვავებენ კრისტალების ზრდის ორ მექანიზმს: ფენიანი და ნორმალური. ატომურად გლუვი ზედაპირები ჩვეულებრივ შეესაბამება ყველაზე განვითარებულ სახეებს მარტივი კრისტალოგრაფიული მაჩვენებლებით. ისინი შეიცავენ შედარებით მცირე რაოდენობის დეფექტებს: ვაკანსიებს და ადსორბირებულ ატომებს. არასრული ატომური სიბრტყეების კიდეები ქმნიან საფეხურებს (ნახ. 1), რომლებსაც, თავის მხრივ, აქვთ მცირე რაოდენობის ხრახნები. კრისტალური ზრდის ელემენტარული აქტი არის ახალი ნაწილაკების მიმაგრება მოტეხილობაზე და არ ცვლის ზედაპირის ენერგიას. მოტეხილობაზე ნაწილაკების თანმიმდევრული მიმაგრება იწვევს მის მოძრაობას საფეხურის გასწვრივ, ხოლო ზედაპირის გასწვრივ საფეხურებს - ასეთ ზრდას ეწოდება ფენა-ფენა. საფეხურების სიმკვრივე ფენა-ფენა ზრდის დროს დამოკიდებულია მათი წარმოქმნის მექანიზმზე. საფეხურები შეიძლება წარმოიშვას ორგანზომილებიანი ბირთვების ფორმირებისა და ზრდის შედეგად. ორგანზომილებიანი ბირთვების ფორმირების პროცესს, რომელსაც შეუძლია შემდგომი ზრდა ატომურად გლუვ ზედაპირზე, აქვს გარკვეული ანალოგია სითხეში კრისტალიზაციის ცენტრების წარმოქმნასთან. ორგანზომილებიან ბირთვს ასევე აქვს კრიტიკული ზომა, საიდანაც მას შეუძლია შემდგომი ზრდა. როდესაც ორგანზომილებიანი ბირთვი აგრეგირებულია, მისი განვითარების დაბრკოლება მცირე ზომებში არის სამუშაოს ხარჯვა მისი პერიმეტრის წრფივ ენერგიაზე. მაგრამ ზომის მატებასთან ერთად, პერიმეტრის წრფივი ენერგიის ფრაქცია უფრო და უფრო მცირე ხდება და, გარკვეული კრიტიკული ზომიდან დაწყებული, ორგანზომილებიანი ბირთვი ხდება ახალი საფეხურის ზრდის ცენტრი. ორგანზომილებიანი ბირთვების წარმოქმნის სიხშირე ძალზე დაბალია წონასწორობიდან მცირე გადახრებისთვის, ხოლო ორგანზომილებიანი ნუკლეაციით განსაზღვრული ზრდის ტემპი შესაბამისად დაბალია. საფეხურის ფორმირების ამ მექანიზმით ზრდის შესამჩნევი ტემპები იწყება შესამჩნევი სუპერგაცივებით და იზრდება ძალიან ძლიერად (ექსპონენციალურად) მისი მატებასთან ერთად. კიდევ ერთი საფეხურის წარმოქმნის მექანიზმი დაკავშირებულია ხრახნის დისლოკაციებთან. თუ ბროლი შეიცავს ხრახნიან დისლოკაციას, მაშინ მისი ზრდა ხდება ატომების მიმაგრებით დისლოკაციით დამთავრებული საფეხურის ბოლოს (ნახ. 2ა). ხრახნიან დისლოკაციაზე ზრდისას საფეხური იძენს სპირალურ ფორმას (ნახ. 2ბ) და შესამჩნევი ზრდის ტემპი იზრდება სუპერგაციებით კვადრატული კანონის მიხედვით და შეინიშნება უკვე წონასწორობიდან მცირე გადახრებზე.
ატომურად უხეშ ზედაპირებზე (ნახ. 3) კრუნჩხვის სიმკვრივე მაღალია და კრისტალში ახალი ნაწილაკების დამატება პრაქტიკულად ხდება მისი ზედაპირის ნებისმიერ წერტილში. ამ ზრდას ნორმალურს უწოდებენ. მისი სიჩქარე წრფივად იზრდება სუპერგაგრილების დროს. ბროლის ზრდის თეორია აკავშირებს ბროლის ზედაპირის შეფუთვის სიმკვრივეს ბროლის ზედაპირის ნაწილაკებსა და კრისტალიზაციის სითბოს შორის შემაკავშირებელ ენერგიას. ითვლება, რომ თუ შეკვრის ენერგია საკმარისად მაღალია, ყველა მჭიდროდ შეფუთული სახე გლუვია. ეს დამახასიათებელია ორთქლისგან მზარდი კრისტალებისათვის. დნობის კრისტალიზაციის სითბო, როგორც წესი, გაცილებით დაბალია, ვიდრე ორთქლის კრისტალიზაციის სითბო, ამიტომ ნაწილაკების შეკვრის ენერგია კრისტალში უფრო დაბალია დნობასთან შედარებით, ვიდრე ორთქლთან შედარებით. ამასთან დაკავშირებით, დნობიდან ამოსული ბროლის ზედაპირი ჩვეულებრივ უხეშია, რაც განაპირობებს ნორმალურ ზრდას და მომრგვალებული სახეების ფორმირებას. უხეშობიდან სახეზე გადასვლა შესაძლებელია ორკომპონენტიან სისტემებში კონცენტრაციის ცვლილებით ხსნარიდან კრისტალების ზრდის დროს. დნობიდან წარმოქმნილ გერმანიუმისა და სილიციუმის კრისტალებში შეიძლება დავაკვირდეთ ბრტყელი და მომრგვალებული სახეების თანაარსებობას.
ბროლის ზრდის ფორმები განისაზღვრება მათი თვისებების ანიზოტროპიით და კრისტალიზაციის დროს სითბოს და მასის გადაცემის პირობებით. უხეში ზედაპირის მქონე კრისტალები, როგორც წესი, მრგვალი ფორმისაა. როდესაც ასეთი კრისტალები იზრდება, ზედაპირული პროცესების მაღალი სიჩქარის გამო, დნობის საზღვარზე სუპერგაცივება მცირეა და მზარდი ზედაპირი იმეორებს ტემპერატურული ველის იზოთერმის ფორმას სისტემაში წონასწორობის ტემპერატურაზე. ატომურად გლუვი ზედაპირები სახეების სახით ჩნდება. კრისტალური პოლიედრონის წონასწორული ფორმა ისეთია, რომ მანძილი ცენტრიდან თითოეულ სახემდე მისი ზედაპირის ენერგიის სიდიდის პროპორციულია. წონასწორული ფორმა ასევე ზრდის სტაციონარული ფორმაა, მაგრამ რეალური ზრდის პროცესში ის შეიძლება ძლიერად იყოს დამახინჯებული სასრული (და არა უსასრულო) სუპერგაციების ქვეშ ზრდის ზედაპირის არასტაბილურობის გამო და მინარევების გავლენის ქვეშ.
თუ დნობა ძლიერ ზეგაციებულია და დნობის ტემპერატურა მცირდება ზრდის ფრონტიდან დაშორებით, მაშინ ზრდა არასტაბილურია: ბროლის ზედაპირზე შემთხვევით ჩნდება გამონაყარი, ხვდება უფრო დიდი სუპერგაგრილების რეგიონში და მისი ზრდის ტემპი იზრდება. ბრტყელი კრისტალიზაციის ფრონტის ასეთი არასტაბილურობა იწვევს ბროლის ზოლიანი ან ფიჭური სტრუქტურის წარმოქმნას (ნახ. 4). პატარა ბროლის ზრდასთან ერთად, ეს არასტაბილურობა ვლინდება კრისტალის გარკვეული ზომიდან დაწყებული. ის ავითარებს გამონაყარს და იძენს ჩონჩხისებრ ან დენდრიტულ ფორმას, რომელიც ხასიათდება მეორადი ტოტების გაჩენით მას შემდეგ, რაც პირველადი პროტრუზია კრიტიკულ სიგრძეს მიაღწევს (სურ. 5). უმოძრაო ხსნარიდან დიდი ზომის კრისტალების ზრდა ასევე შეიძლება იყოს არასტაბილური. სუპერგაჯერება ამ შემთხვევაში უფრო მაღალია ბროლის წვეროებზე და კიდეებზე და ნაკლებად სახის ცენტრალურ ნაწილებში. აქედან გამომდინარე, წვეროები ხდება ფენის ზრდის წამყვანი წყაროები. წვეროებზე და სახეების ცენტრებში ზეგაჯერებათა დიდი სხვაობით, წვეროები უსწრებს სახეების ცენტრებს და ჩნდება ბროლის ჩონჩხის ფორმა (სურ. 6). ორკომპონენტიან სისტემაში მოცემულ ტემპერატურაზე წონასწორობა შეიძლება არსებობდეს ბროლისა და დნობის სხვადასხვა შემადგენლობისთვის. ბროლის ზრდის დროს, ერთ-ერთი კომპონენტი გროვდება წინ, რაც იწვევს კონცენტრაციის ზეგაციებას და ეს ხშირად იწვევს ზრდის ფრონტის არასტაბილურობას.
კრისტალის სხვადასხვა სახეები ზრდის დროს იჭერს გარემოში შემავალი მინარევების სხვადასხვა რაოდენობას. ასე ჩნდება მისი დარგობრივი სტრუქტურა. თუ კრისტალი ცუდად იჭერს მინარევებს, ის გროვდება ზრდის ფრონტის წინ. მზარდი ბროლის მიერ ამ სასაზღვრო ფენის პერიოდული დაჭერა იწვევს ზონალური სტრუქტურის ფორმირებას (ნახ. 7). მინარევების დაჭერა იწვევს ბროლის გისოსის პარამეტრების ცვლილებას და შიდა სტრესები წარმოიქმნება სხვადასხვა შემადგენლობის რეგიონების საზღვრებში, რაც იწვევს დისლოკაციებისა და ბზარების წარმოქმნას. დისლოკაციები წარმოიქმნება არათანაბრად გაცხელებულ კრისტალში ელასტიური სტრესების მოდუნების შედეგად, ან ისინი შეიძლება გადავიდნენ თესლიდან მზარდ კრისტალში.
მასობრივი კრისტალიზაცია - მრავალი კრისტალის ერთდროული ზრდა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში. ინგოტებისა და ჩამოსხმის თვისებები მეტალურგიული დნობის კრისტალიზაციის დროს დიდწილად დამოკიდებულია კრისტალიზაციის ცენტრების რაოდენობაზე და მათი ზრდის პირობებზე. ლითონის ჩამოსხმის გამაგრებისას კრისტალიზაციის ცენტრები ჩნდება ჯერ ყალიბის გაციებულ კედლებზე, სადაც ასხამენ გამდნარ ლითონს. შემთხვევით ორიენტირებული კრისტალებიდან გადარჩება ისინი, რომლებიც კედელზე პერპენდიკულურად იზრდება. ისინი ქმნიან სვეტის ზონას კედლის მახლობლად. დნობის კონვექციურ დენებს შეუძლიათ გაწყვიტონ დენდრიტული ტოტები და მიაწოდონ დნობის მეორადი კრისტალიზაციის ცენტრები. ხსნარებში ნაყარი კრისტალიზაცია იწყება ჰეტეროგენული კრისტალიზაციის ცენტრებში ან სპეციალურად შეყვანილ სათესლე კრისტალებზე. ამ კრისტალების ერთმანეთთან და ჭურჭლის კედლებთან შეჯახება არეულ ხსნარში წარმოშობს კრისტალიზაციის მეორად ცენტრებს. კრისტალიზაციის დამატებითი ცენტრების შესაქმნელად გამოიყენება მზარდი კრისტალების ულტრაბგერითი დამსხვრევა ან სურფაქტანტების დამატება. ნაყარი კრისტალიზაცია ასევე გამოიყენება მინარევებისაგან ნივთიერებების გასაწმენდად.
კრისტალიზაციის გამოყენება.ბუნებაში კრისტალიზაცია იწვევს მინერალების, ყინულის წარმოქმნას, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მრავალ ბიოლოგიურ პროცესში. კრისტალიზაცია ასევე ხდება ზოგიერთ ქიმიურ რეაქციაში, ელექტროლიზის პროცესში. იგი საფუძვლად უდევს ბევრ ტექნოლოგიურ პროცესს: მეტალურგიაში, ელექტრონიკისა და ოპტიკისთვის მასალების წარმოებაში. მასიური ერთკრისტალები და თხელი ფენები მიიღება კრისტალიზაციის შედეგად. კრისტალიზაცია ფართოდ გამოიყენება ქიმიურ, კვების და სამედიცინო მრეწველობაში: ნივთიერებების გაწმენდის ტექნოლოგიაში, მარილის, შაქრისა და მედიკამენტების წარმოებაში.
ლიტ.: შუბნიკოვი A.V. კრისტალების ფორმირება. მ. ლ., 1947; Lemmlein GG კრისტალების მორფოლოგია და გენეზისი. მ., 1973; Lodiz R. A., Parker R. L. ერთკრისტალების ზრდა. მ., 1974; თანამედროვე კრისტალოგრაფიის პრობლემები. მ., 1975; თანამედროვე კრისტალოგრაფია. M., 1980. T. 3; ჩერნოვი A.A. კრისტალიზაციის ფიზიკა. მ., 1983; გეგუზინ ია.ე., კაგანოვსკი იუ.ს. დიფუზიური პროცესები ბროლის ზედაპირზე. მ., 1984; Skripov VP, Koverda VP სუპერგაციებული სითხეების სპონტანური კრისტალიზაცია. მ., 1984; კრისტალოგრაფიის პრობლემები. მ., 1987; ჩუპრუნოვი ე.ვ., ხოხლოვი ა.ფ., ფადეევი მ.ა. კრისტალოგრაფია. მ., 2000 წ.
წყალი არა მხოლოდ ერთ-ერთი ყველაზე საჭირო, არამედ ყველაზე საოცარი მოვლენაა ჩვენს პლანეტაზე.
ცნობილია, რომ ბუნებრივი ან ხელოვნური წარმოშობის პრაქტიკულად ყველა ნივთიერებას შეუძლია იყოს აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში და შეცვალოს ისინი გარემო პირობებიდან გამომდინარე. და მიუხედავად იმისა, რომ მეცნიერებმა იციან ათზე მეტი ფაზის მდგომარეობა, რომელთაგან ზოგიერთის მიღება შესაძლებელია მხოლოდ ლაბორატორიაში, ბუნებაში მხოლოდ სამი ასეთი მდგომარეობაა ყველაზე ხშირად ნაპოვნი: თხევადი, მყარი და აირისებრი. წყალი შეიძლება იყოს სამივე ამ მდგომარეობაში, გადადის ერთიდან მეორეზე ბუნებრივ პირობებში.
წყალს თავის თხევად მდგომარეობაში აქვს თავისუფლად შეკრული მოლეკულები, რომლებიც მუდმივ მოძრაობაში არიან და ცდილობენ შეიკრიბონ სტრუქტურაში, მაგრამ ამას ვერ ახერხებენ სიცხის გამო. ამ ფორმით წყალს შეუძლია მიიღოს აბსოლუტურად ნებისმიერი ფორმა, მაგრამ თავისთავად ვერ იკავებს მას. გაცხელებისას მოლეკულები იწყებენ ბევრად უფრო სწრაფად მოძრაობას, ისინი შორდებიან ერთმანეთს და როცა წყალი თანდათან იქცევა აირისებრ მდგომარეობაში, ანუ გადაიქცევა წყლის ორთქლში, მოლეკულებს შორის კავშირი საბოლოოდ იშლება. როდესაც წყალი ექვემდებარება დაბალ ტემპერატურას, მოლეკულების მოძრაობა მნიშვნელოვნად შენელდება, მოლეკულური ბმები ძლიერდება და მოლეკულები, რომლებსაც სითბო აღარ ერევა, კრისტალურად ყალიბდება. 
ექვსკუთხა სტრუქტურა. ჩვენ ყველას გვინახავს მსგავსი ექვსკუთხედები, რომლებიც მიწაზე ცვივა ფიფქების სახით. წყლის ყინულად გადაქცევის პროცესს კრისტალიზაცია ან გამაგრება ეწოდება. მყარ მდგომარეობაში წყალს შეუძლია შეინარჩუნოს ნებისმიერი ფორმა დიდი ხნის განმავლობაში.
წყლის კრისტალიზაციის პროცესი იწყება 0 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე, რომელსაც აქვს 100 ერთეული. ეს საზომი სისტემა გამოიყენება ევროპის ბევრ ქვეყანაში და დსთ-ში. ამერიკაში ტემპერატურას ზომავენ ფარენჰაიტის სკალით, რომელსაც აქვს 180 განყოფილება. მისი მეშვეობით წყალი თხევადი მდგომარეობიდან მყარ მდგომარეობაში გადადის 32 გრადუსზე.
თუმცა, წყალი ყოველთვის არ იყინება ამ ტემპერატურაზე, ამიტომ ძალიან სუფთა წყალი შეიძლება ზედმეტად გაცივდეს -40 ° C ტემპერატურამდე და არ გაიყინოს. ფაქტია, რომ ძალიან სუფთა წყალში არ არის მინარევები, რომლებიც ემსახურება კრისტალური სტრუქტურის აშენებას. მინარევები, რომლებსაც მოლეკულები ერთვის, შეიძლება იყოს მტვრის ნაწილაკები, გახსნილი მარილები და ა.შ.
წყლის მახასიათებელია ის ფაქტი, რომ სანამ სხვა ნივთიერებები შეკუმშულია გაყინვისას, ის, პირიქით, ფართოვდება, როდესაც ყინულში გარდაიქმნება. ეს იმიტომ ხდება, რომ როდესაც წყალი თხევადი მდგომარეობიდან მყარ მდგომარეობაში გადადის, მის მოლეკულებს შორის მანძილი ოდნავ იზრდება. და რადგან ყინულს წყალზე დაბალი სიმკვრივე აქვს, ის მის ზედაპირზე ცურავს.
წყლის გაყინვაზე საუბრისას არ შეიძლება არ აღინიშნოს ის საინტერესო ფაქტი, რომ ცხელი წყალი ცივზე უფრო სწრაფად იყინება, რაც არ უნდა პარადოქსულად ჟღერდეს. ეს ფენომენი ცნობილი იყო ჯერ კიდევ არისტოტელეს დროს, მაგრამ ვერც ცნობილმა ფილოსოფოსმა და ვერც მისმა მიმდევრებმა ვერ მოახერხეს ამ საიდუმლოს ამოხსნა და ფენომენი მრავალი წლის განმავლობაში დავიწყებას მიეცა. ამის შესახებ მათ კვლავ დაიწყეს საუბარი მხოლოდ 1963 წელს, როდესაც ერასტო მპემბამ, სტუდენტმა ტანზანიიდან, შეამჩნია, რომ ნაყინის მომზადებისას გახურებული რძისგან დამზადებული დელიკატესი უფრო სწრაფად გამკვრივდება. ამის შესახებ ბიჭმა ფიზიკის მასწავლებელს უთხრა, მაგრამ მას გაეცინა. მხოლოდ 1969 წელს, როდესაც შეხვდა ფიზიკის პროფესორ დენის ოსბორნს, ახალგაზრდა კაცმა ერთობლივად ჩატარებული ექსპერიმენტების შემდეგ შეძლო მისი ვარაუდის დადასტურება. მას შემდეგ მრავალი ჰიპოთეზა წამოაყენეს ამ ფენომენთან დაკავშირებით, მაგალითად, რომ ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება მისი სწრაფი აორთქლების გამო, რაც იწვევს წყლის მოცულობის შემცირებას და, შედეგად, უფრო სწრაფ გამაგრებას. მაგრამ არცერთ მათგანს არ შეეძლო აეხსნა ამ ფენომენის ბუნება.
|
ალექსანდრა
24.08.2017 12:05
11.03.2015 21:11
|
კრისტალიზაცია- კრისტალების წარმოქმნა გაზის, ხსნარის, დნობის, მინის ან სხვა სტრუქტურების კრისტალებისგან (პოლიმორფული გარდაქმნები). K. შედგება ატომების, მოლეკულების ან იონების ჩაყრაში ბროლის გისოსი. კ. განსაზღვრავს მინერალების, ყინულის წარმოქმნას, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ატმ. ფენომენები, ცოცხალ ორგანიზმებში (კბილის მინანქრის, ძვლების, თირკმლის ქვების წარმოქმნა). კ-ის მიერ მიიღება როგორც მასიური ერთკრისტალები, ასევე თხელი კრისტალური. ფილმები, დიელექტრიკები და ლითონები. მასობრივი კ.- ამავე დროს. მრავალი პატარა კრისტალის ზრდა - არის მეტალურგიის საფუძველი და ფართოდ გამოიყენება ქიმიურ, კვების და სამედიცინო მრეწველობაში.
კრისტალიზაციის თერმოდინამიკა. ნაწილაკების განლაგება კრისტალში დალაგებულია (იხ. შორი და ახლო წესრიგი)და მათი ენტროპია ს კნაკლები ენტროპია S c inმოუწესრიგებელი საშუალო (ორთქლი, ხსნარი, დნება). ამიტომ, ტემპერატურის შემცირება თპოსტზე. წნევა რიწვევს ამას ქიმიური პოტენციალინივთიერებები კრისტალში
საწყის გარემოში ხდება მის პოტენციალზე ნაკლები:
აქ არის ნაწილაკებისა და სპ-ის ურთიერთქმედების ენერგიები. მატერიის მოცულობა კრისტალში და მოუწესრიგებელი მდგომარეობები (ფაზები), ს კდა S C - ენტროპია. ამრიგად, კრისტალური. ფაზა აღმოჩნდება „უფრო მომგებიანი“, ჩნდება კ, რომელსაც თან ახლავს ე.წ. ლატენტური სითბო კ.: H=T(S C -S K)0,5-5 ევ, ასევე ნახტომი დარტყმებში. მოცულობა 
(პირველი სახის ფაზაში გადასვლა). თუ p10 4 atm, მაშინ ტერმინი (1) მიმართებაში მცირეა და K.-ის სითბური მნიშვნელობა უდრის 
, ე.ი. არის K.-ზე ნაწილაკებს შორის დამაკავშირებელი ენერგიის ცვლილების საზომი [K.-ზე დნობიდან და შეიძლება ჰქონდეს დაშლა. ნიშნები].
პოლიმორფული გარდაქმნების დროს (იხ. პოლიმორფიზმი) შეიძლება იყოს მეორე რიგის ფაზის გადასვლა. პირველი რიგის გადასვლების შემთხვევაში, ბროლის საშუალო ინტერფეისი ლოკალიზებულია რამდენიმეში ატომთაშორისი დისტანციები და მისი სპ. თავისუფალი ენერგია >0.
მეორე სახის გადასვლებისთვის, საზღვარი არ არის ლოკალიზებული და
პირობები ( p, T, C k) =(პ, ტ, გ) ბროლისა და გარემოს თითოეული შემადგენელი ნაწილისთვის განისაზღვრება კავშირი პ, ტდა კომპონენტების კონცენტრაცია თან, რომლის დროსაც კრისტალი წონასწორობაშია საშუალოსთან, ე.ი. მდგომარეობის დიაგრამანივთიერებები. განსხვავება
, რომელიც არის წონასწორობიდან გადახრის საზომი, ე.წ. თერმოდინამიკა თ მამოძრავებელი ძალა კ. ჩვეულებრივ ის იქმნება წონასწორობის მნიშვნელობის ქვემოთ ტემპერატურის შემცირებით T 0, ე.ი. სისტემის ქვეგაგრილება T-T 0 -T. Თუ
თ T 0, მაშინ
თუ წნევა რორთქლი ან კონცენტრაცია თანხსნარში მეტი წონასწორობის მნიშვნელობებია p 0და 0-დან, მერე აბზე საუბრობენ. ზეგაჯერება ( p=p-
p 0ან C=C-C 0) ან ეხება. ზეგაჯერება (= r/r 0ან S/S 0). ამ შემთხვევაში, იშვიათ ორთქლებში და განზავებულ ხსნარებში
ხსნარებიდან ერთკრისტალების ზრდის პროცესში, ჩვეულებრივ, ორთქლიდან და ქიმიკატების დროს. რეაქციები 1, მოლეკულური სხივების კონდენსაციის დროს 10 2 -10 4 .
შეიძლება მოხდეს ქიმიის შედეგად ან მონაწილეობით. რეაქციები. აირების ნარევის წონასწორობა შესაძლო ქიმ. რეაქცია მის შემადგენელ ნივთიერებებს შორის ა იზოგადად შეიძლება დაიწეროს როგორც , სადაც არის სტექიომეტრიული. კოეფიციენტი (<0
для прямой реакции,
>0 საპირისპიროდ). Ამ შემთხვევაში
Აქ რომარის რეაქციის წონასწორობის მუდმივი, p i- (ან კონცენტრაცია, თუ რეაქცია მიმდინარეობს ხსნარში). ელექტროლიტების შემთხვევაში
ბრინჯი. 4. კრისტალოგრაფიული ყველაზე მკვრივი (ზედა) და ხუთკუთხა (ქვედა) შეფუთვები.
ტემპერატურის დაწევა არა მხოლოდ ამცირებს ბირთვების მუშაობას, არამედ ექსპონენტურად ზრდის დნობის სიბლანტეს, ანუ ამცირებს ბირთვში ახალი ნაწილაკების მიმაგრების სიხშირეს (ნახ. 5ა). Როგორც შედეგი მე(თ) ჯერ აღწევს მაქსიმუმს, შემდეგ კი ხდება ასე პატარა (ნახ. 5, ბ)რომ დაბალ ტემპერატურაზე დნება მყარდება და რჩება ამორფული. შედარებით დაბალი სიბლანტის მქონე დნობებში ეს შესაძლებელია მხოლოდ ძალიან სწრაფი (106 კ/წმ) გაგრილებით. ასე მიიღება ამორფული ლითონის შენადნობები (იხ. ამორფული ლითონები). თხევად ჰელიუმში ბირთვების წარმოქმნა შესაძლებელია არა სისტემის ბარიერის გავლით, არამედ მასში გვირაბის გატარებით. "თესლებზე" დიდი სრულყოფილი კრისტალების გაზრდისას, სპონტანური ბირთვების გაჩენას თავიდან აიცილებთ ოდნავ ზეგაჯერებული ხსნარების ან გადახურებული დნობის გამოყენებით. პირიქით, მეტალურგიაში ადამიანი ცდილობს მიიღოს კრისტალიზაციის ცენტრების მაქსიმალური რაოდენობა ღრმა სუპერგაგრილების შექმნით (იხ. ქვემოთ).
ბრინჯი. სურ. 5. ნუკლეაციის სიჩქარისა და კრისტალების ზრდის ტემპერატურული დამოკიდებულება: ა) მყარი მრუდები - ლიმონმჟავას ბირთვების რაოდენობის ტემპერატურული დამოკიდებულება. inსუპერგაციებული წყალხსნარი (გაჯერების ტემპერატურა: A-62°C, AT- 85 °С); წერტილოვანი ხაზი - ხსნარების სიბლანტის გაზრდა (პოიზში) შემცირებით T;ბ) ზრდის ტემპი ვბენზოფენონის კრისტალები დნობიდან, როგორც ფუნქცია თ.
ბროლის ზრდაშეიძლება იყოს ფენიანი და ნორმალური იმისდა მიხედვით, მისი ზედაპირი ატომურად გლუვია თუ უხეში. ატომური სიბრტყეები, რომლებიც ქმნიან გლუვ სახეს, თითქმის მთლიანად არის დასრულებული და შეიცავს შედარებით მცირე რაოდენობას ვაკანსიებიდა ატომები შეიწოვება ბროლის ადგილების შესაბამის ადგილებში. შემდეგი ფენის ბადეები. დაუმთავრებელი ატომური სიბრტყეების კიდეები ქმნიან საფეხურებს (სურ. 6c). თერმული რყევების შედეგად, საფეხური შეიცავს სამგანზომილებიანი შემომავალი კუთხეების გარკვეულ რაოდენობას - გადახვევებს. ახალი ნაწილაკების მიბმა არ ცვლის ზედაპირის ენერგიას და, შესაბამისად, არის კრისტალური ზრდის ელემენტარული აქტი. თერმული ენერგიის თანაფარდობის ზრდით კტზედაპირის ენერგიამდე (ზედაპირზე 1 ატომურ ადგილზე), კრუნჩხვის სიმკვრივე იზრდება. შესაბამისად, კონფიგურაცია იზრდება. ენტროპია და საფეხურის თავისუფალი წრფივი ენერგია მცირდება. განსაზღვრისას ურთიერთობები (1-თან ახლოს, მაგრამ გარკვეულწილად განსხვავებული სხვადასხვა სახისთვის), საფეხურის წრფივი ენერგია უბრუნდება 0-ს და საფეხური "იწითლება" კიდის გასწვრივ, კიდე გადაიქცევა უხეშად, ანუ ერთგვაროვნად და მჭიდროდ დაფარულია მოტეხილობებით. ზედაპირი (ნახ. 6, ბ). ზედაპირის ენერგიის კავშირი კ-ის სითბოსთან საშუალებას გვაძლევს დავასკვნათ, რომ ნივთიერებებისა და ტემპერატურისთვის, რომლებისთვისაც ენტროპიის ცვლილება კ-ის დროს არის ისეთი, რომ ს/კ>4, ყველა მჭიდროდ შეფუთული სახე გლუვია. ეს მდგომარეობა დამახასიათებელია კრისტალ-ორთქლის წონასწორობისთვის, ასევე (გარკვეული ნივთიერებებისთვის) ბროლის დნობის ინტერფეისისთვის. უხეშობიდან სახეზე გადასვლა შესაძლებელია კონცენტრაციის ცვლილებით ორკომპონენტიან სისტემებში (კ. ხსნარებიდან). Თუ ს/კ<2
(ტიპიური ლითონების დნობისთვის), მაშინ ნებისმიერი ორიენტაციის ზედაპირი უხეშია. ზე 
ცალკეული გლუვი სახეები თანაარსებობენ უხეშ ზედაპირებთან (მაგ. Ge და Si კრისტალები დნობაში, ბროწეული დნობაში და მაღალტემპერატურულ ხსნარებში). ზედაპირის თავისუფალი ენერგიისა და სიჩქარის დამოკიდებულებას ზედაპირის ორიენტაციაზე აქვს მკვეთრი (სიგოლური) მინიმუმები გლუვი (სიგოლური) სახეებისთვის და მომრგვალებული (არაერთმნიშვნელოვანი) უხეში ზედაპირებისთვის.
ბრინჯი. 6. ატომურად გლუვი ( ა) და უხეში ( ბ) ზედაპირები (კომპიუტერული მოდელირება).
ბრინჯი. 7. კონცენტრირებული საფეხურები NaCl-ის (100) სახეზე მოლეკულური სხივიდან ზრდის დროს. საფეხურის სიმაღლე 2,82 A (მორთულია სპეციალურად დეპონირებული ოქროს პატარა კრისტალებით).
ბრინჯი. 8. ა - ზრდის სპირალური ფორმა; ბ- საფეხური, რომელიც მთავრდება ზედაპირზე მისი გადაკვეთის ადგილზე ხრახნით.
ახალი ატომის დამატება ზედაპირზე ნებისმიერ მდგომარეობაში, გარდა შესვენებისა, ცვლის მის ენერგიას. რამდენიმე ვაკანსიის შევსება, რომელიც ამცირებს ამ ენერგიას, ვერ წარმოშობს ახალ ატომურ ფენას და ატომების კონცენტრაცია მომდევნო ფენის გისოსების შესაბამის ადგილებში ზრდის ენერგიას და, შესაბამისად, მცირეა. შედეგად, ნაწილაკების შეუქცევადი მიმაგრება კრისტალზე, ანუ მისი ზრდა, შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როცა მის ზედაპირზე რღვევებია. უხეშ ზედაპირებზე მოტეხილობების სიმკვრივე მაღალია და ნორმალური ზედაპირის გასწვრივ ზრდა შესაძლებელია თითქმის ნებისმიერ წერტილში. ასეთი ზრდა ნორმალური. ის შემოიფარგლება otd-ის მიმაგრების სიჩქარით. ნაწილაკები მოტეხილობამდე. მისი სიჩქარე რწრფივად იზრდება სუპერგაციებით წინა K.:
Აქ ა- ატომთაშორისი მანძილი, l 0 - მანძილი კრუნჩხვებს შორის, - ეფექტური თერმული სიხშირე, - ენერგია, რომელიც საჭიროა ნაწილაკების მიბმაზე (აქტივაციის ენერგია). იგი ითვალისწინებს მცირე დიაპაზონის რიგის გადაწყობას თხევად, დესოლვაციურ შენობებში. ნაწილაკები და ნაოჭები ხსნარებში, ქიმ. რეაქციები და ა.შ. მარტივი დნობისას კოეფიციენტი. ისინი დიდია, რაც უზრუნველყოფს შესამჩნევი ტემპის ზრდას K ფრონტზე სუპერგაგრილებისას. თ 1 TO. ასე რომ, Si 10-ის ზრდისთვის 6 სმ / წმ R = (3-5) * 10 -3 სმ / წმ მიიღწევა 10 -5 კ ტემპერატურაზე. საკმარისად დაბალ ტემპერატურაზე მცირდება ნაწილაკების მობილურობა და მცირდება ზრდის ტემპი, მსგავსი ნუკლეაციის სიჩქარემდე (ნახ. 5, ბ).
თუ ზედაპირი გლუვია, მაშინ შესვენებები არსებობს მხოლოდ საფეხურებზე, მოჰყვება ზრდა. ფენების დეპონირება და ე.წ. ფენიანი. თუ ზედაპირი წარმოიქმნება იდენტური საფეხურების კიბით და საშუალოდ არის გადახრილი უახლოესი ცალმხრივი სახისგან ტანგენტის კუთხით. რ, შემდეგ იხ. მისი ზრდის ტემპი ნორმალურად ამ სინგულარული ორიენტაციის გასწვრივ
სად არის საფეხურის ზრდის ტემპი სახის გასწვრივ, (ხსნარებში 10 -1 -10 -3 სმ/წმ.)
საფეხურების სიმკვრივე განისაზღვრება იმის მიხედვით, წარმოიქმნება თუ არა ისინი ორგანზომილებიანი ბირთვებით თუ დისლოკაციებიორგანზომილებიანი ბირთვების ფორმირება მოითხოვს პოტენციური ბარიერის გადალახვას, რომლის სიმაღლე პროპორციულია საფეხურების წრფივი ენერგიისა და უკუპროპორციულია . შესაბამისად, კ-ის სიჩქარე მცირეა ექსპონენტურად მცირე თ[სახის (III) Si ზრდისთვის R=(3-5)*10 -3 სმ/წმ-ით აუცილებელია. თ 0.ZK; იხილეთ ზემოთ]. კ-ში მოლეკულური სხივებიდან, თუ არის ორგანზომილებიანი ბირთვების უპირატესი ფორმირების ადგილები, საფეხურებს აქვთ დახურული რგოლების ფორმა (სურ. 7). არ არის გამორიცხული, რომ ბირთვების წარმოქმნას „აადვილებს“ ზედაპირზე კიდეების დისლოკაციების აღმოცენების წერტილები.
ხრახნიან დისლოკაციაზე ზრდისას ზრდის პროცესში მის მიერ წარმოქმნილი საფეხური იძენს სპირალურ ფორმას (სურ. 8), ვინაიდან დისლოკაციის საფეხურის ბოლო წერტილში მისი ზრდის ტემპი არის 0. სპირალის პროცესში. ზრდას, ახალი ფენა „ქარი“ თავის თავზე დისლოკაციის გასასვლელი წერტილის ირგვლივ და ზედაპირზე ნაზად დახრილი (მოახლოებული) ბორცვი ჩნდება. ხშირად ბორცვები იქმნება დისლოკაციების ჯგუფის მიერ, რომლის მთლიანი ბურგერის ვექტორს აქვს კომპონენტი ნორმალური ზედაპირის მიმართულებით. ბრამდენიმეს ტოლი პარამეტრები აბადეები. ამ დისლოკაციების გასასვლელმა წერტილებმა შეიძლება დაიკავონ გარკვეული ფართობი ზედაპირზე (პერიმეტრით 2ლ, ბრინჯი. ცხრა, ა, გ). ამ შემთხვევაში, წრიული მიმდებარე ბორცვის დახრილობა ქმნის კუთხეს ცალკეულ სახესთან ტანგენტით. რ =ბ/(19r c +2 თ) (ნახ. 9, ბ). ბორცვების ფერდობები იზომება ოპტიკური მეთოდებით. (სურ. 10), თხელი ფირფიტების ფერების მეთოდით, ზოგჯერ კი უშუალოდ საფეხურების ვიზუალიზებით.
ბრინჯი. 9. ორსაწყისიანი სპირალი, რომელიც ქმნის ზედაპირულ ბორცვს ორი დისლოკაციის წერტილების გარშემო: ო) ბორცვის ზოგადი ხედი; ბ) მისი მონაკვეთი სახის პერპენდიკულარული სიბრტყით და გადის დისლოკაციების გასასვლელ წერტილებში; გ) სპირალი სინთეზური ალმასის (100) სახეზე.
ბრინჯი. 10. ინტერფერენციული კიდეები მიმდებარე ბორცვიდან ბროლის პრიზმის კიდეზე ADP(მატება წყალხსნარიდან).
2D კრიტის რადიუსი. ბირთვი პროპორციულია საფეხურის წრფივი ენერგიისა და უკუპროპორციულია თ. ამიტომ მატებასთან ერთად თკვანძის ციცაბო რიზრდება ხაზოვანი მცირე თდა მიდრეკილია გაჯერებისკენ (at ლ 0). შესაბამისად ნორმალური ზრდის ტემპი რიზრდება კვადრატულად ზეგაჯერებით დაბალ სუპერგაცივებზე და ხაზობრივად მაღალ სუპერგაცივებზე (სურ. 11). ბურგსის ვექტორისა და მასშტაბის ვარიაციები ლდისლოკაცია წყაროები განსაზღვრავენ კრისტალოგრაფიულად იდენტური სახეების (ან იგივე სახის) ზრდის ტემპებში გაფანტვას იმავე პირობებში. როგორც სახე იზრდება, დისლოკაციის გასასვლელი წერტილი, რომელიც არ არის პერპენდიკულარული, ინაცვლებს და შეიძლება მიაღწიოს ერთ-ერთ კიდეს. ამის შემდეგ ნაბიჯი ქრება. გარდა ამისა, კრისტალიზაცია მიმდინარეობს მხოლოდ ორგანზომილებიანი ნუკლეაციით და ზრდის ტემპი მცირდება დაბალ სუპერგაცივებზე (მინიმუმ რამდენიმე რიგით სიდიდის დნობიდან კრისტალიზაციისთვის და რამდენიმე რიგით სიდიდის ხსნარიდან კრისტალიზაციისთვის). კრისტალ-დნობის ინტერფეისზე საფეხურების წრფივი ენერგიის შედარებით მცირე მნიშვნელობებისა და კრისტალიზებული ნივთიერების მიწოდების პრობლემის არარსებობის გამო და L რამდენიმეამდე. სიდიდის ბრძანებები უფრო მაღალია, ვიდრე კ-ისთვის ხსნარებიდან და აირის ფაზადან.
გაზის ფაზის დაბალი სიმკვრივის გათვალისწინებით მისგან მთავარზე ფენა-ფენა კ. არა საფეხურებზე ნაწილაკების პირდაპირი დარტყმით, არამედ საფეხურებს შორის ატომურად გლუვ „ტერასებზე“ ადსორბირებული ნაწილაკების გამო. ზედაპირთან დამაგრების მომენტებსა და ასეთ ნაწილაკს შორის დროის განმავლობაში, შემთხვევით მოძრაობს ზედაპირზე და ტოვებს დაწებების წერტილს cp-ის რიგის მანძილზე. გაუშვით ს. აქედან გამომდინარე, მხოლოდ მის ირგვლივ ადსორბირებულ ნაწილაკებს შეუძლიათ მიაღწიონ საფეხურს, ნაწილაკების უმეტესობა, რომლებიც ზედაპირზე ვარდება საფეხურების დაბალი სიმკვრივით, აორთქლდება - კოეფიციენტი. კონდენსაცია ასეთი ზედაპირებისთვის მცირეა. ის უახლოვდება 1-ს ნაბიჯების მაღალი სიმკვრივით, ანუ საშუალებებით. ზეგაჯერებები. ამავე მიზეზით, გაზის ფაზიდან გამოსხივების სიჩქარე ერთ დისლოკაციაზეც კი იზრდება კვადრატულად ზეგაჯერებით დაბალ ზეგაჯერებაზე და ხაზობრივად მაღალ სუპერგაჯერებაზე. მოლეკულური სხივების კონდენსაციის დროს საფეხურები წარმოიქმნება ორგანზომილებიანი ნუკლეაციით იმ ადგილებში, სადაც ადსორბციულ ფენაში ზეგაჯერება აღწევს კრიტიკულ დონეს და, შესაბამისად, იხ. საფეხურებს შორის მანძილი განისაზღვრება ადსორბერების ბილიკის სიგრძით. ნაწილაკები.
მატერიის მიწოდება მზარდ ზედაპირზე და მისგან სითბოს მოცილება K. ზღუდავს K-ს სიჩქარეს, როდესაც ეს პროცესები უფრო ნელა მიმდინარეობს ვიდრე ზედაპირული. დიფუზიის ასეთი რეჟიმი დამახასიათებელია დნობისა და შეურეული ხსნარებისგან დამზადებული კრისტალებისთვის. დნობისგან კრისტალიზაციის მაღალი მაჩვენებელი საფუძვლად უდევს ერთკრისტალების ზრდის ყველა ფართოდ გამოყენებულ მეთოდს, რომლებშიც კრისტალიზაციის სიჩქარე მექანიკურად არის დაყენებული. ბროლის მოძრაობა დამოუკიდებლად წარმოქმნილი თერმული ველის მიმართ. კინეტიკური კრისტალიზაციის რეჟიმი, როდესაც კრისტალიზაციის სიჩქარე შემოიფარგლება ზედაპირული პროცესებით, დამახასიათებელია კრისტალიზაციისთვის შერეული ხსნარებიდან, გაზის ფაზიდან და მაღალი დნობის ენტროპიის მქონე კრისტალების ზრდისთვის შერეული დნობისგან.
ბრინჯი. 11. იხრება რმიმდებარე ბორცვები, რომლებიც წარმოიქმნება ორი განსხვავებული დისლოკაციის წყაროდან და მათ მიერ მითითებული ასპექტის ზრდის ტემპები რდამოკიდებულია ზეგაჯერებაზე.
ზრდის ფორმებიკრისტალები (ჰაბიტუსი) განისაზღვრება K. სიჩქარის ანიზოტროპიით და სითბოს და მასის გადაცემის პირობებით. უხეში ზედაპირის მქონე კრისტალები, როგორც წესი, მრგვალი ფორმისაა. ატომურად გლუვი ზედაპირები სახეების სახით ჩნდება. სტაციონარული ფორმა კრისტალური. პოლიედონი ისეთია, რომ მანძილი ცენტრიდან თითოეულ სახემდე მისი ზრდის ტემპის პროპორციულია. შედეგად, კრისტალს ქმნიან სახეები მინ. ზრდის ტემპები (მაღალი სიჩქარის მქონე სახეები თანდათან მცირდება და ქრება). ისინი პარალელურია თვითმფრინავების მაქს. მჭიდრო შეფუთვა და მაქს. ძლიერი ბმები კრისტალის ატომურ სტრუქტურაში. აქედან გამომდინარე, ჯაჭვისა და ფენიანი სტრუქტურის მქონე კრისტალებს აქვთ აკრული ან ტაბლეტის ფორმა. ზრდის ტემპების ანიზოტროპია და, შესაბამისად, კრისტალების ზრდის ფორმა დეკომპ. ფაზები დამოკიდებულია შემადგენლობაზე, თ, თდა ძლიერად იცვლება ზედაპირულად აქტიური მინარევების მოქმედებით.
ზედაპირული პროცესების მაღალი სიჩქარის გამო კ. ჰიპოთერმია თპატარა ატომურად უხეშ ზედაპირებზე, ე.ი. T=T 0(აქედან გამომდინარე, სახელწოდება იზოთერმები). არალითონების შემთხვევაში, მჭიდროდ შეფუთული სახეები მარტივი მაჩვენებლებით ხშირად რჩება ცალკეული და ჩნდება მომრგვალებული K. წინა მხარეს ბრტყელი ჭრილის სახით წრის, ელიფსის ან რგოლის სახით (ნახ. 12, a. K იზოთერმის ფორმიდან გამომდინარე მუდმივია და წერტილებში აღწევს მაქსიმუმს, მაქს. იზოთერმისგან მოშორებით T=T 0. უმაღლესი სუპერგაგრილების ამ წერტილებში წარმოიქმნება ფენები, რომლებიც განსაზღვრავენ ფენის ზრდის ტემპს. ამიტომ, სახის სტაციონარული ზომა რაც უფრო დიდია, მით უფრო დიდია თაუცილებელია მისი ზრდისთვის ბროლის დრეკადობის მიმართულებით მომრგვალებული ბროლის ფრონტის სიჩქარის ტოლი სიჩქარით. უხეში და ფაფარიანი ზედაპირები იჭერს სხვადასხვა რაოდენობის მინარევებს და კრისტალი, რომელსაც თან ახლავს სახიანი და უხეში ფორმები, იზრდება არაჰომოგენურად (ნახ. 12, ბ).
ბრინჯი. 12. ბრტყელი სახის ფორმირება ბროლის მომრგვალებულ წინა მხარეს (კრისტალი გამოყვანილია დნობიდან): ა- კრისტალის ღერძული მონაკვეთი კრისტალიზაციის ფრონტით ჩაზნექილი ბროლისკენ ცენტრში და ბრტყელი პერიფერიის გასწვრივ; ბ- Si კრისტალის გრძივი მონაკვეთი (პერიფერიული რეგიონი გამდიდრებულია მინარევებით).
Თუ თმცირდება დნობის დონე წინადან დაშორებით, მაშინ წინა ნაწილი არასტაბილურია: მასზე შემთხვევით წარმოქმნილი რაფა ვარდება უფრო დიდი ზეგაგრილების ზონაში, რაფის ზედა ნაწილის ზრდის ტემპი კიდევ უფრო სწრაფი ხდება და ა.შ. შედეგად, ბრტყელი წინა მხარე იშლება ლამელარული ან ნემსის ფორმის კრისტალებად - წინა ნაწილის პარალელურად, ზოლიანი ან ფიჭური სტრუქტურა ჩნდება. უჯრედები დამახასიათებელია დიდი ტემპერატურის გრადიენტებისთვის და, როგორც წესი, აქვთ ექვსკუთხა ფორმა, ბროლის სიმეტრიის მიუხედავად (ნახ. 13). არასტაბილურობა შეუთავსებელია სრულყოფილი ერთკრისტალების ზრდასთან, რადგან ეს იწვევს დედა გარემოში ჩანართების დაჭერას. სფერული ზედმეტად გაცივებულ დნობაში ან ხსნარში მზარდი კრისტალი ინარჩუნებს თავის ფორმას მანამ, სანამ მისი რადიუსი კრიტიკულ მნიშვნელობას არ მიაღწევს. მნიშვნელობები, რომლებიც დამოკიდებულია კრიტიკულის რადიუსზე. ბირთვი და ზედაპირული პროცესების სიჩქარე K. მოგვიანებით წარმოიქმნება გამონაყარი და კრისტალი იძენს ჩონჩხის სტრუქტურას (ნახ. 14, ა. ბ) ან დენდრიტული ფორმის (სურ. 14, in, გ). ამ უკანასკნელის სახელს უკავშირდება მეორადი ტოტების გამოჩენა მას შემდეგ, რაც პირველადი რაფა კრიტიკულ წერტილს მიაღწევს. სიგრძე.
ბრინჯი. 13. კრისტალიზაციის ფრონტის ფიჭური სტრუქტურის სქემა.
ბრინჯი. 14. ციკლოჰექსანოლის საწყისი მრგვალი კრისტალი დნობაში ( აჩონჩხის ბროლის ზრდის საწყისი ეტაპი ( ბ), დენდრიტი ( in), დენდრიტი მაღალი ჰიპოთერმიის დროს ( გ).
კ-ის ფრონტის მიერ დნობიდან გამოდევნილი მინარევები გროვდება მის წინ და კ-ის წონასწორული ტემპერატურის ცვლის შედეგად იწვევს ე.წ. კონცენტრაცია სუპერგაგრილება, რომელიც იზრდება წინა მხრიდან დაშორებით. თუ წონასწორობის ტემპერატურა დნობაში იზრდება წინადან დაშორებით უფრო სწრაფად, ვიდრე ჭეშმარიტი, მაშინ წარმოიქმნება კონცენტრაციის არასტაბილურობა. იგი ქრება ტემპერატურული გრადიენტის საკმარისად მაღალი შეფარდებით K. ფრონტზე მის სიჩქარესთან.
K. ფრონტი ხსნარიდან ყოველთვის არასტაბილურია, რადგან ზეგაჯერება იზრდება მზარდი ზედაპირიდან დაშორებით. სახიანი კრისტალები ხასიათდება დიდი ზეგაჯერებით წვეროებთან და კიდეებთან და განსხვავება იზრდება სახის ზომასთან ერთად. საკმარისად დიდი ზეგაჯერებითა და ასპექტების ზომით, წვეროები ხდება ზრდის საფეხურების წამყვანი წყაროები და ცენტრში. სახეების ნაწილებში ჩნდება ჩაღრმავებები - იწყება ჩონჩხის ზრდა (სურ. 15). ზოგიერთი მინარევები ხელს უწყობს მას. ხსნარებიდან კ-ის არასტაბილურობა ითრგუნება ინტენსიური შერევით, ზეგაჯერების შემცირებით და ზოგჯერ მინარევების შეყვანით.
ბრინჯი. 15. სპინელის ჩონჩხის კრისტალი.
უწმინდურების დაჭერა. მინარევების კონცენტრაციის თანაფარდობა კრისტალში და თავდაპირველ ნივთიერებას ე.წ. კოეფიციენტი ხელში ჩაგდება რომ. კ<1 К. ведёт к очистке от примеси кристалла, при К>1 - საწყისი გარემოს გაწმენდას K=1 შეესაბამება კონცენტრაციის შენარჩუნებას. კოფ. სხვადასხვა სახის გადაღება განსხვავებულია და არ ემთხვევა თერმოდინამიკას. წონასწორობა, განსაზღვრული მდგომარეობის დიაგრამით. აქედან გამომდინარე, ბროლის შემადგენლობა გადახრილია თერმოდინამიკური წონასწორობიდან. მაგალითად, ლაზერული ან ელექტრონული იმპულსური რეკრისტალიზაციის დროს თხელი ზედაპირული Si ფენების K სიხშირით რამდენჯერმე. მ/წმ მინარევების კონცენტრაცია As, Sb, In, Bi Si კრისტალში აჭარბებს წონასწორობას 3-600-ჯერ, ხოლო მინარევების ატომების დიდი უმრავლესობა განლაგებულია გისოსების უბნებზე. ეს განპირობებულია, პირველ რიგში, სტატისტიკით შერჩევა: გისოსის თითოეული კვანძი კ-ის დროს საბოლოოდ ივსება ამა თუ იმ ატომით მრავალი მცდელობის შემდეგ (10 6 -10 7-დან 10 -3 სმ/წმ სიჩქარით და 10-მდე მ/წმ სიჩქარით). მეორეც, სწრაფი კრისტალიზაციის პირობებში, დნობაში დიფუზიას არ აქვს დრო.
არათანაბარი მინარევების დაჭერა ფენა-ფენა ზრდის დროს ასოცირდება სტატისტიკასთან. შერჩევა საფეხურებზე და ასევე იმით, რომ წონასწორული მინარევების კონცენტრაციაც კი ბროლის ზედაპირულ ფენაში და საფეხურის ბოლოში მკვეთრად განსხვავდება ნაყარი კონცენტრაციისგან. ფენების საკმარისად სწრაფი დეპონირებით, შემდეგი ფენა ასუფთავებს წინა ფენას მასში შემავალი მინარევებისაგან. შედეგად, თითოეული სახე იპყრობს მინარევებს მის ზედაპირულ ფენაში კონცენტრაციის შესაბამისი რაოდენობით და აღმოჩნდება, რომ კრისტალი შედგება სხვადასხვა სახის ზრდის სექტორებისგან, დაშლა. მინარევების კონცენტრაცია და ა.შ. დეფექტები- არსებობს ე.წ. ბროლის სექტორული სტრუქტურა (სურ. 16). დაჭერილი მინარევების რაოდენობა, როდესაც ნაბიჯი მოძრაობს სახის გასწვრივ, დამოკიდებულია ამ ნაბიჯის ორიენტაციაზე. ამრიგად, მოცემული სახის ზრდის სექტორი, თავის მხრივ, იყოფა გამოსახულ რეგიონებად ვინალებისხვადასხვა ორიენტაცია სხვადასხვა მინარევების შემცველობით (გარემოს სექტორულობა, სურ. 17).
სიჩქარე და მინარევების კონცენტრაცია K. ფრონტზე დნობისგან იცვლება დნობის კონვექციისა და ბროლისა და ჭურჭლის ბრუნვის გამო ჩვეულებრივ ოდნავ ასიმეტრიულ თერმულ ველში. კ. ფრონტის შესაბამისი პოზიციები კრისტალშია აღბეჭდილი ზოლების სახით (ზონალური სტრუქტურა, სურ. 16). ტემპერატურის მერყეობა შეიძლება იყოს იმდენად ძლიერი, რომ ბროლის ზრდა შეიცვალოს დნობით და იხ. სიჩქარე არის მყისიერ სიჩქარეზე ნაკლები სიდიდის რიგი. კონვექციის ინტენსივობა და ზოლის ამპლიტუდა მცირდება, როდესაც კრისტალები იზრდება უწონად.
ბრინჯი. 16. კალიუმის ალუმის ბროლის სექტორული და ზონალური აგებულება.
ბრინჯი. 17. მიმდებარე ბორცვი, რომელიც წარმოიქმნება სახეზე სამი განსხვავებული ორიენტაციის საფეხურებით, კიდეების დისლოკაციის გარშემო D(a). ბორცვის სხვადასხვა ფერდობები იჭერს სხვადასხვა რაოდენობის მინარევებს ( ბ).
დეფექტის ფორმირება. K ფრონტზე გამოიყოფა უცხო გაზები, რომლებიც ხსნარებში ხსნადი და უკეთ დნება, ვიდრე კრისტალებში. ზომა მცირდება ზრდის ტემპის მატებასთან ერთად (მსგავსად იჭერს მყარი ნაწილაკები). უწონობაში კრისტალიზაციის შემთხვევაში კრისტალიზაციის ფრონტიდან ბუშტების კონვექციური მოცილება ძნელია, ბროლი კი აირისებური ჩანართებით მდიდრდება. ბუშტების სპეციალურად შექმნით მიიღება ქაფიანი მასალები. ნამდვილ კრისტალებს ყოველთვის აქვთ ზონალურად და სექტორულად განაწილებული მინარევები, რომ-ჭვავის ცვლის გისოსის პარამეტრს, რაც იწვევს ext. ძაბვები, დისლოკაციები და ბზარები. ეს უკანასკნელი ასევე წარმოიქმნება თესლის (სუბსტრატის) გისოსის პარამეტრებსა და მასზე მზარდი ბროლის შორის შეუსაბამობის გამო. შიდა წყაროები სტრესები და დისლოკაციები ასევე წარმოადგენს დედა გარემოს და უცხო ნაწილაკებს.
როდესაც კ. დნობისგან წარმოიქმნება დისლოკაციები ტემპერატურის არაწრფივი განაწილებით გამოწვეული თერმოელასტიური სტრესების გამო; ბროლის უკვე მოზრდილი ნაწილების გარედან გაციებისას; ტემპერატურის ხაზოვანი განაწილებით ნორმალურიდან საკმარისად გაფართოებულ ბროლის ფრონტამდე, თუ ბროლის თავისუფალი ტემპერატურული დახრა შეუძლებელია; თესლის მემკვიდრეობა. ამრიგად, Si, GaAs, IP დისლოკაციის გარეშე კრისტალების ზრდა იწყება მცირე დიამეტრის თესლით და ხორციელდება ყველაზე ერთგვაროვან ტემპერატურულ ველში. კრისტალები შეიძლება შეიცავდეს 1 მკმ-ზე მცირე დისლოკაციის მარყუჟებს. მარყუჟები წარმოიქმნება როგორც დისკის ფორმის აკუმულაციების (კლასტერების) ინტერსტიციული ატომების (ან ვაკანსიების) კონტურები, რომლებიც წარმოიქმნება ზეგაჯერებული ატომების დაშლის შედეგად. მყარი ხსნარიმოზრდილი ბროლის გაციებისას. მინარევების ატომები შეიძლება იყოს კასეტური ბირთვების ცენტრები.
ნაყარი კ. განსაზღვრისას პირობები შესაძლებელია ამავე დროს. მრავალი კრისტალის ზრდა. ბირთვების სპონტანური მასობრივი გამოჩენა და მათი ზრდა ხდება, მაგალითად, ლითონის ჩამოსხმის გამაგრების დროს. კრისტალები ძირითადად ყალიბდება გაციებულ კედლებზე, სადაც ასხამენ გადახურებულ ლითონს. კედლებზე ბირთვები შემთხვევით არის ორიენტირებული, თუმცა, ზრდის პროცესში „გადარჩება“ ის, რისთვისაც მიმართულება მაქს. ზრდის ტემპი პერპენდიკულარულად კედელზე (კრისტალების გეომეტრიული შერჩევა). შედეგად, ზედაპირს აქვს ე.წ. სვეტოვანი ზონა, რომელიც შედგება ვიწრო კრისტალებისგან, რომლებიც წაგრძელებული ნორმალური ზედაპირის გასწვრივ.
ხსნარებში ნაყარი კრისტალიზაცია იწყება ან სპონტანურად წარმოქმნილ ბირთვებზე ან სპეციალურად შეყვანილ თესლებზე. არეულ ხსნარში ერთმანეთთან შეჯახებისას, ჭურჭლის კედლებსა და შემრევს, კრისტალები ნადგურდებიან და წარმოქმნიან ახალ კრისტალიზაციის ცენტრებს (მეორადი ნუკლეაცია). მეორადი ნუკლეაციის მიზეზი ასევე შეიძლება იყოს სახეზე ჩამოკიდებული ფენების მცირე ფრაგმენტები, ბრტყელი პარალელური სახეების „დალუქვა“, დედალი ლიქიორის ჩანართები. მეტალურგიაში გამოიყენება ძლიერი კონვექციური დენები, რომლებიც წყვეტენ დენდრიტულ კრისტალებს და ავრცელებენ კრისტალების ცენტრებს მთელ მოცულობაზე; ზოგჯერ გამოიყენება მზარდი კრისტალების ულტრაბგერითი დამსხვრევა. ნაყარი K. ასუფთავებს ნივთიერებებს მინარევებისაგან (კ<1). Массовая К. из газовой фазы (в т. ч. из плазмы) используется
для получения ультрадисперсных порошков с размерами кристалликов до 10 -6
см и менее. Необходимые для этого высокие переохлаждения достигаются резким
охлаждением пара смеси химически реагирующих газов или плазмы. Известен способ
массовой К. капель, кристаллизующихся во время падения в охлаждаемом газе.
ნათ.:მზარდი კრისტალები ხსნარებიდან, 2nd ed., L., 1983; Lemmlein G. G., Morphology and Genesis of crystals, M., 1973; Lodiz R. A., Parker R. L., Growth of single crystals, თარგმანი. ინგლისურიდან, მ., 1974; თანამედროვე კრისტალოგრაფიის პრობლემები, მ., 1975; თანამედროვე კრისტალოგრაფია, ტ.3, მოსკოვი, 1980; ჩერნოვი ა.ა., კრისტალიზაციის ფიზიკა, მ., 1983; Geguzin Ya.E., Kaganevsky Yu.S., Diffusion processes on ზედაპირზე crystal, M., 1984; მოროხოვი I. D., Trusov L. I., Lapovok V. N., ფიზიკური ფენომენები ულტრა წვრილ მედიაში, მ., 1984; Skripov V.P., Koverda V.P., სუპერგაციებული სითხეების სპონტანური კრისტალიზაცია, მ., 1984 წ.
ფაზა არის თერმოდინამიკური სისტემის ერთგვაროვანი ნაწილი, რომელიც გამოყოფილია სისტემის სხვა ნაწილებისგან (სხვა ფაზები) ინტერფეისით, როდესაც გადის, რომლის გავლითაც ნივთიერების ქიმიური შემადგენლობა, სტრუქტურა და თვისებები მკვეთრად იცვლება.
კრისტალიზაცია არის მყარი ფაზის გამოყოფის პროცესი კრისტალების სახით ხსნარებისგან ან დნობისგან; ქიმიურ მრეწველობაში კრისტალიზაციის პროცესი გამოიყენება ნივთიერებების სუფთა სახით მისაღებად.
კრისტალიზაცია იწყება, როდესაც მიიღწევა გარკვეული შეზღუდვის მდგომარეობა, მაგალითად, სითხის სუპერგაციება ან ორთქლის ზეგაჯერება, როდესაც ბევრი პატარა კრისტალი თითქმის მყისიერად ჩნდება - კრისტალიზაციის ცენტრები. კრისტალები იზრდებიან სითხის ან ორთქლის ატომების ან მოლეკულების მიმაგრებით. ბროლის სახეების ზრდა ხდება ფენით, არასრული ატომური ფენების (ნაბიჯების) კიდეები ზრდის დროს სახეზე მოძრაობს. ზრდის ტემპის დამოკიდებულება კრისტალიზაციის პირობებზე იწვევს ზრდის მრავალფეროვან ფორმებს და კრისტალურ სტრუქტურებს (მრავალფეროვნება, ლამელარული, აცვია, ჩონჩხი, დენდრიტული და სხვა ფორმები, ფანქრის სტრუქტურები და ა.შ.). კრისტალიზაციის პროცესში აუცილებლად წარმოიქმნება სხვადასხვა დეფექტი.
კრისტალიზაციის ცენტრების რაოდენობასა და ზრდის ტემპზე მნიშვნელოვნად მოქმედებს სუპერგაგრილების ხარისხი.
სუპერგაგრილების ხარისხი არის თხევადი ლითონის გაციების დონე მისი კრისტალურ (მყარ) მოდიფიკაციაში გადასვლის ტემპერატურაზე დაბალი. ს.პ. აუცილებელია კრისტალიზაციის ლატენტური სითბოს ენერგიის კომპენსაციისთვის. პირველადი კრისტალიზაცია არის კრისტალების წარმოქმნა ლითონებში (და შენადნობებში) თხევადი მდგომარეობიდან მყარ მდგომარეობაში გადასვლისას.
ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.
სინონიმები:ნახეთ, რა არის "კრისტალიზაცია" სხვა ლექსიკონებში:
- (ახალი ლათ., ბერძნული krystallos crystal-დან). სხეულების ასეთი გადასვლა თხევადი მდგომარეობიდან მყარ მდგომარეობაში, რომელშიც ისინი იღებენ ცნობილ კრისტალურ ფორმებს. რუსულ ენაში შეტანილი უცხო სიტყვების ლექსიკონი. ჩუდინოვი A.N., 1910. კრისტალიზაცია ... რუსული ენის უცხო სიტყვების ლექსიკონი
კრისტალიზაცია- და კარგად. კრისტალიზაცია, ლათ. კრისტალაცია. 1. ქიმ. კრისტალების წარმოქმნის პროცესი. სლ. 18. კრისტალიზაცია ან მარცვლება. Ჯართი. OM 599. // სლ. 18 11 18. მთელი ბუჩქის ეს მინერალური ორთქლები მონაწილეობენ ქვების კრისტალიზაციაში, შეღებვაში და ... ... რუსული ენის გალიციზმების ისტორიული ლექსიკონი
კრისტალების წარმოქმნა ორთქლიდან, p moats, დნება, v va-დან tv-მდე. მდგომარეობა (ამორფული ან სხვა კრისტალური), ელექტროლიტებისგან ელექტროლიზის პროცესში (ელექტროკრისტალიზაცია), აგრეთვე ქიმ. რეაქციები. კ-სთვის, თერმოდინამიკის დარღვევა ... ფიზიკური ენციკლოპედია
კრისტალიზაცია- - კრისტალების წარმოქმნის პროცესი ნივთიერების თერმოდინამიკურად ნაკლებად სტაბილური მდგომარეობიდან უფრო სტაბილურზე გადასვლისას. [მაგისტრალების დიზაინის, მშენებლობისა და ექსპლუატაციის დროს საჭირო ძირითადი ტერმინების ლექსიკონი.] ... ... სამშენებლო მასალების ტერმინების, განმარტებებისა და განმარტებების ენციკლოპედია
თანამედროვე ენციკლოპედია
არსებობს, სინონიმების რაოდენობა: 4 ვაკუუმური კრისტალიზაცია (1) ჰიდატოგენეზი (2) ... სინონიმური ლექსიკონი
კრისტალიზაცია- კრისტალიზაცია, ორთქლიდან, ხსნარებიდან, დნობიდან კრისტალების წარმოქმნის პროცესი სხვა კრისტალურ ან ამორფულ მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებისგან. კრისტალიზაცია იწყება მაშინ, როდესაც სითხე ზედმეტად გაცივდება ან ორთქლი ზედმეტად გაჯერებულია, როდესაც თითქმის მყისიერად ... ... ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი
კრისტალიზაცია, კრისტალების წარმოქმნის პროცესი ნივთიერებიდან, რომელიც გადადის აირისებრი ან თხევადი მდგომარეობიდან მყარ მდგომარეობაში (სუბლიმაცია ან დნობა) ან წარმოქმნილი ხსნარიდან (აორთქლება ან ნალექი). დნობის დროს მყარი თბება ... ... სამეცნიერო და ტექნიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი
CRYSTALLIZE, zuyu, zuesh; ოვალური; ბუები. და ნესოვ., რომ. გადააქციე (შეხება) კრისტალებად. ოჟეგოვის განმარტებითი ლექსიკონი. ს.ი. ოჟეგოვი, ნ.იუ. შვედოვა. 1949 1992... ოჟეგოვის განმარტებითი ლექსიკონი
სხეულის თხევადი (ზოგჯერ აირისებრი) მდგომარეობიდან მყარ მდგომარეობაში გადასვლის პროცესი და იგი იღებს ბროლის მეტ-ნაკლებად რეგულარულ გეომეტრიულ ფორმას ... ბროკჰაუზისა და ეფრონის ენციკლოპედია
კ ლას ზრდის პროცესი დაარსებიდან. K. შეიძლება წარმოიშვას თხევადი მდგომარეობიდან (ხსნარი, დნება; მაგმა; ფაზური გადასვლა), აირისებრი (იხ. სუბლიმაცია) და მყარი. იხილეთ ხელახალი კრისტალიზაცია, მეტაზომატოზი, კონცენტრაციის ნაკადები, რეგენერაცია ... ... გეოლოგიური ენციკლოპედია
წიგნები
- საზოგადოებრივი აზრის კრისტალიზაცია, ედვარდ ბერნეისი. ედვარდ ბერნეისის წიგნი „საზოგადოებრივი აზრის კრისტალიზაცია“ არის პირველი და უკვე კლასიკური ნაშრომი, რომელიც ეძღვნება პიარს, როგორც დამოუკიდებელ დისციპლინას. 1923 წელს დაწერილი, პირველად აშკარად...
