晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件

第二章晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律主要內(nèi)容1.形成晶體的方式2.晶體成核3.晶體生長(zhǎng)的基本理論4.晶面的發(fā)育★5影響晶體形態(tài)的外因6.晶體的溶解和再生長(zhǎng)7.人工合成晶體第二章晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律1§2.1形成晶體的方式晶體是在物相轉(zhuǎn)變的情況下形成的。物相有三種,即氣相、液相和固相。只有晶體才是真正的固體。由氣相、液相轉(zhuǎn)變成固相時(shí)形成固體,固相之間也可以直接產(chǎn)生轉(zhuǎn)變?cè)谝欢l件下,物質(zhì)從其它狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w,稱為結(jié)晶作用。結(jié)晶作用是相變過(guò)程,伴隨產(chǎn)生熱效應(yīng)?！?.1形成晶體的方式21.氣-固結(jié)晶作用條件:氣態(tài)物質(zhì)具有足夠低的蒸汽壓、處于較低的溫度下。Sulfur火山裂縫噴氣孔附近的自然硫沉積1.氣-固結(jié)晶作用32液-固結(jié)晶作用1)從溶液中結(jié)晶條件:溶液過(guò)飽和。青海察爾汗鹽湖中鹽花結(jié)晶體2液-固結(jié)晶作用42)從熔體中結(jié)晶條件:熔體過(guò)冷卻。天然熔體:巖漿。人工熔體:金屬熔體、玻璃熔體等。天然熔體:巖漿2)從熔體中結(jié)晶53、固-固結(jié)晶作用1)同質(zhì)多像轉(zhuǎn)變一某種晶體,在一定條件下,轉(zhuǎn)變成另種晶體2)晶界遷移結(jié)晶一高溫下,晶粒間界面處質(zhì)點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)移,進(jìn)行重新排列,小晶粒逐漸長(zhǎng)大3)固相反應(yīng)結(jié)晶一兩種以上粉料混合高溫?zé)Y(jié),發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成新的化合物4重結(jié)晶一小晶體長(zhǎng)大的過(guò)程,有液體參與5)脫?；环蔷w自發(fā)地轉(zhuǎn)化成晶體3、固-固結(jié)晶作用6§2.2晶核的形成晶體形成的一般過(guò)程是先生成晶核,而后再逐漸長(zhǎng)大。晶核:從結(jié)晶母相中析出,并達(dá)到某個(gè)臨界大小,從而得以繼續(xù)成長(zhǎng)的結(jié)晶相微粒。成核作用:形成晶核的過(guò)程。§2.2晶核的形成7以過(guò)飽和溶液情況為例,說(shuō)明成核作用的過(guò)程00020190180000:23.76500:42.102:13.156晶體成核過(guò)程示意圖以過(guò)飽和溶液情況為例,說(shuō)明成核作用的過(guò)程8過(guò)飽和溶液中設(shè)結(jié)晶相(胚芽)產(chǎn)生使自由能降低△G兩相界面表面能使自有能增加△G體系總自由能的變化為△G=-△G+△G設(shè)胚芽為球形,半徑為r,則上式可表示為△G=-(4/3)Tr3△G+4Tr2△G△G為單位體積新相形成時(shí)自由能的下降△G0為單位面積的新舊相界面自由能的增加過(guò)飽和溶液中9△G=-(4/3)r3△G0+4Tr2△G0AG△Gr<r。,△G隨r增大而增大,胚芽易消失r。<r<ro,△G>0,胚芽可存在,很難長(zhǎng)大r=ro,△G=0,胚芽可存在,可消失△Gr>ro,△G<0,胚芽長(zhǎng)大r。與溶液的過(guò)飽和度有關(guān),粒徑為r的胚芽為過(guò)飽和度越高,r值越小,臨界晶核成核幾率越大△G=-(4/3)r3△G0+4Tr2△G010晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件11晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件12晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件13晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件14晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件15晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件16晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件17晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件18晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件19晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件20晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件21晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件22晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件23晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件24晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件25晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件26晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件27晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件28晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件29晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件30晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件31晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件32晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件33晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件34晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件35晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件36晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件37晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件38晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件39晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件40晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件41晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件42晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件43晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件44晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件45晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件46晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件47晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件48晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件49晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件50晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件51晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件52晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件53晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件54晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件55晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件56晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件57晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件58第二章晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律主要內(nèi)容1.形成晶體的方式2.晶體成核3.晶體生長(zhǎng)的基本理論4.晶面的發(fā)育★5影響晶體形態(tài)的外因6.晶體的溶解和再生長(zhǎng)7.人工合成晶體第二章晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律59§2.1形成晶體的方式晶體是在物相轉(zhuǎn)變的情況下形成的。物相有三種,即氣相、液相和固相。只有晶體才是真正的固體。由氣相、液相轉(zhuǎn)變成固相時(shí)形成固體,固相之間也可以直接產(chǎn)生轉(zhuǎn)變?cè)谝欢l件下,物質(zhì)從其它狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w,稱為結(jié)晶作用。結(jié)晶作用是相變過(guò)程,伴隨產(chǎn)生熱效應(yīng)?！?.1形成晶體的方式601.氣-固結(jié)晶作用條件:氣態(tài)物質(zhì)具有足夠低的蒸汽壓、處于較低的溫度下。Sulfur火山裂縫噴氣孔附近的自然硫沉積1.氣-固結(jié)晶作用612液-固結(jié)晶作用1)從溶液中結(jié)晶條件:溶液過(guò)飽和。青海察爾汗鹽湖中鹽花結(jié)晶體2液-固結(jié)晶作用622)從熔體中結(jié)晶條件:熔體過(guò)冷卻。天然熔體:巖漿。人工熔體:金屬熔體、玻璃熔體等。天然熔體:巖漿2)從熔體中結(jié)晶633、固-固結(jié)晶作用1)同質(zhì)多像轉(zhuǎn)變一某種晶體,在一定條件下,轉(zhuǎn)變成另種晶體2)晶界遷移結(jié)晶一高溫下,晶粒間界面處質(zhì)點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)移,進(jìn)行重新排列,小晶粒逐漸長(zhǎng)大3)固相反應(yīng)結(jié)晶一兩種以上粉料混合高溫?zé)Y(jié),發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成新的化合物4重結(jié)晶一小晶體長(zhǎng)大的過(guò)程,有液體參與5)脫玻化一非晶體自發(fā)地轉(zhuǎn)化成晶體3、固-固結(jié)晶作用64§2.2晶核的形成晶體形成的一般過(guò)程是先生成晶核,而后再逐漸長(zhǎng)大。晶核:從結(jié)晶母相中析出,并達(dá)到某個(gè)臨界大小,從而得以繼續(xù)成長(zhǎng)的結(jié)晶相微粒。成核作用:形成晶核的過(guò)程?！?.2晶核的形成65以過(guò)飽和溶液情況為例,說(shuō)明成核作用的過(guò)程00020190180000:23.76500:42.102:13.156晶體成核過(guò)程示意圖以過(guò)飽和溶液情況為例,說(shuō)明成核作用的過(guò)程66過(guò)飽和溶液中設(shè)結(jié)晶相(胚芽)產(chǎn)生使自由能降低△G兩相界面表面能使自有能增加△G體系總自由能的變化為△G=-△G+△G設(shè)胚芽為球形,半徑為r,則上式可表示為△G=-(4/3)Tr3△G+4Tr2△G△G為單位體積新相形成時(shí)自由能的下降△G0為單位面積的新舊相界面自由能的增加過(guò)飽和溶液中67△G=-(4/3)r3△G0+4Tr2△G0AG△Gr<r。,△G隨r增大而增大,胚芽易消失r。<r<ro,△G>0,胚芽可存在,很難長(zhǎng)大r=ro,△G=0,胚芽可存在,可消失△Gr>ro,△G<0,胚芽長(zhǎng)大r。與溶液的過(guò)飽和度有關(guān),粒徑為r的胚芽為過(guò)飽和度越高,r值越小,臨界晶核成核幾率越大△G=-(4/3)r3△G0+4Tr2△G068晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件69晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件70晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件71晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件72晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件73晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件74晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件75晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件76晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件77晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件78晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件79晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件80晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件81晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件82晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件83晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件84晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件85晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件86晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件87晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件88晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件89晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件90晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件91晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件92晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件93晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件94晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件95晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課件96晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律課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