
【化】 crystal growing section
【计】 crystal growth
【化】 crystal growth
part; passage; sect; section; segment
【计】 segment
【医】 piece; sectile; segment; segmentum
在汉英词典视角下,“晶体生长段”指晶体从过饱和溶液、熔体或气相中通过原子/分子有序排列形成特定结构的过程阶段。其核心是物质从无序态向有序晶格结构的相变,涉及成核、扩散、界面反应等动力学步骤。
成核(Nucleation) →扩散(Diffusion) →界面附着(Interface attachment) →晶面扩展(Facet propagation) 的定向组装过程 。
驱动力
过饱和度 $Delta C = C - C^$($C^$为平衡浓度)或过冷度 $Delta T = T_m - T$($T_m$为熔点),其值需超越能垒以触发生长(经典成核理论)。
$$ Delta G = -frac{16pigamma}{3(Delta mu)} $$
($gamma$:界面能,$Delta mu$:化学势差)
界面动力学
生长速率 $R$ 受Burton-Cabrera-Frank模型描述:
$$ R propto expleft(-frac{E_a}{kT}right) cdot Delta C $$
($E_a$:活化能,$k$:玻尔兹曼常数)。
机制类型 | 适用体系 | 特征 |
---|---|---|
层状生长(Layer-by-layer) | 气相/溶液生长 | 二维成核→台阶横向扩展 |
螺旋位错生长(Screw dislocation) | 熔体生长 | 无需成核,连续螺旋上升 |
连续生长(Continuous) | 高驱动力体系 | 粗糙界面直接附着 |
晶体生长是指物质在特定条件下(如温度、压力、过饱和度等)通过气相、液相或固相转变,形成具有规则几何排列的晶体的过程。以下是其核心要点:
晶体生长本质上是物质从无序状态向高度有序晶相转变的过程。它既包含宏观层面的界面推移(如溶液中的溶质向晶体表面迁移),也涉及微观层面的原子/分子基元在晶体表面定向排列。例如,科塞尔-斯特兰斯基理论提出,晶体通过逐层堆积基元的方式生长,优先在能量最有利的三面凹角位置结合。
成核阶段
当介质达到过饱和或过冷却状态时,原子/分子通过热运动形成微小晶核。此时晶核的稳定性取决于表面能与体积能的平衡。
生长阶段
总结来看,晶体生长是物理化学条件与微观结构相互作用的动态平衡过程,其机制既包含经典理论(如层生长模型),也需结合实际扩散、吸附等动力学因素分析。
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