Рост кристалла ступенчатый

А. Уббелоде [16] также рассматривает ступенчатый и спиральный механизмы роста кристалла. Если жидкость состоит из неупорядоченных молекул и рост кристаллов происходит на совершенно гладкой поверхности ступенек, то скорость роста кристаллов лимитируется зарождением новых ступенек мономолекулярной высоты. Рост кристаллов возможен и на частично шероховатой поверх- [c.66]

Кристалл растет последовательными слоями путем образования на его поверхности двумерных зародышей критического размера. Существенную роль при росте играют дефекты структуры. Если даже кристалл обладает совершенной структурой, поверхность его может быть несовершенной и состоять из ступенчатых террас — каждая ступень образуется слоем атомов или молекул. Наблюдения действительно показывают, что плоскости реальных кристаллов часто имеют ступенчатое строение, что подтверждает механизм роста за счет образования двумерных зародышей. [c.180]

Возникающие на дислокационных холмиках или двумерных зародышах элементарные слои роста при продвижении вдоль грани консолидируются в многоатомные. Это является результатом различия скорости тангенциального роста тонких и толстых слоев кристалла. При продвижении небольшой ступеньки выделяется меньше теплоты кристаллизации и меньше накапливается примесей, чем около крупных ступенек. Большая скорость роста тонкого слоя объясняется и тем, что для его перемещения нужно меньше атомов, адсорбированных на плато перед ступенькой и поступающих к ней путем поверхностной миграции. Все это приводит к тому, что мелкие ступеньки растут быстрее и, догоняя более крупные, группируются в уступы многоатомной толщины, легко выявляемые под микроскопом. На поверхности цементита, извлекаемого из раковин, виден ступенчатый рельеф, аналогичный наблюдаемому на поверхности декантированных монокристаллов. Это сходство объясняется ступенчатым понижением уровня жидкости в усадочной раковине, приводящим к естественному декантированию. [c.70]

В реальных условиях кристаллизации межфазная граница не остается идеально плоской, как было сказано выше, а принимает ступенчатую форму, что свидетельствует о существовании многих направлений преимущественного роста. Высота отдельных ступенек или слоев равна толщине атомного монослоя, но может достигать величины 1 —10 мк. Таки.м образом, кристалл растет путем линейного развития атомных слоев, а скорость его действительного роста зависит от количества слоев и скорости их роста в боковом направлении [14]. [c.516]

Выращивание кристаллов проводят в печах при различных градиентах температуры. При механическом перемещении тигля относительно нагревателя или наоборот желательно создание двух изотермических областей с перепадом температуры между ними одна область с температурой выше, а другая ниже Т пл (рис. 6.1). Практически ступенчатое распределение температуры достигается при использовании двухзонных печей с раздельным регулированием температуры и хорошей теплоизоляцией между зонами. Такое распределение температуры в печи позволяет одновременно с ростом проводить отжиг выращиваемого кристалла. [c.224]

I. Методы монокристаллического литья, основанные на конкурентном росте столбчатых зерен. Конкурентный рост зерен основан на приоритетном сохранении растущих с наибольшей скоростью столбчатых кристаллов, ориентированных в направлении [001], При получении монокристаллических деталей на установках с водоохлаждаемым холодильником на практике используют эффект резкого сужения формы, благодаря чему из многих кристаллитов, зарождающихся на поверхности холодильника, отбирают единственный кристаллит, который первым достигнет этого сужения, В данном случае используется размерный ограничитель столбчатой структуры (размер поперечного сечения зерна столбчатой структуры значительно больше мундштука ограничителя, рис. 15.5, а). При прохождении поверхности кристаллизации через идущий вверх канал — селектор (ступенчатый — прямой угол , угловой — наклонный, спиральный — геликоидный, см. рис. 15.5, б—г) обеспечивается строгая ориентагщя преимущественного направления роста кристаллов (кристаллографическое направление [001]) вдоль оси селектора, поскольку кристаллы с другой ориентацией, упираясь в стенку наклонно или перпендикулярно идущему каналу, прекращают свое развитие. Вырастающий из литника-селектора кристалл является зародышем будущей моногфисталлической отливки. Ускорение процесса отбора зерна достигается при размещении начальных сечений литниковой системы (стартера, литников-селекторов) существенно ниже сечения детали (рис. 15.6). В процессе роста дендриты должны несколько (3—4) раз поменять свое направление до того, как соединиться с сечением изложницы. Этим обеспечивается рост лишь одного зерна с кристаллографическим направлением [001]. Для получения отливки используют керамическую оболочковую форму, изготовленную по выплавляемой модели. Отливка (рис. 15.6) вместе с [c.368]

При обсуждении аналогичной проблемы перемещения поверхности раздела в случае роста кристалла из паров проводится различие между сингулярной и несингулярной поверхностями. Сингулярные поверхности соответствуют ориентациям, которым отвечают острые минимумы поверхностной свободной энергии в отсутствие дефектов эти поверхности являются атомногладкими, и обычно считается, что рост в направлении, перпендикулярном таким поверхностям, происходит с помощью ступенчатого механизма. В то же время несингулярные поверхности считаются. достаточно разупорядоченными [атомношероховатыми.— Ред.], так что рост может происходить непрерывно. Другой очень близкий подход к этой проблеме заключается в рассмотрении диффуз-ности границы раздела, т. е. степени разупорядоченности и протяженности переходной области между двумя фазами. Считается, что в случае размытой границы раздела рост может быть непрерывным, в случае же резкой границы для роста требуется наличие ступеней. [c.256]

Анизотропия сил межатомной связи в цементите проявляется в процессе его растворения при графитизации белого чугуна. При замедленной графитизации участки грубозернистого цементита претерпевают избирательное растворение и приобретают псевдо-перлитную структуру [28]. Наиболее рельефно особенности кристаллической структуры цементита выступают при росте монокристаллов. При формировании кристалла вблизи усадочной поры в определенный момент времени он обнажается вследствие понижения уровня жидкости. Исследование большого числа кристаллов, извлеченных из усадочных раковин опытных слитков, позволило наблюдать различные эташз их роста. Кристаллы и их обломки имели форму пластин. Характерной особенностью всех кристаллов являлся дендритный рельеф поверхности. Дендритные формы роста первичного цементита наблюдались и ранее [11]. Предполагалось [11 ], что формирование пластины происходит путем роста плоского дендрита соответствующей толщины и завершается при смыкании ветвей третьего порядка. В действительности пластина образуется в ходе послойного роста, причем нарастающие друг на друге слои развиваются в форме дендритов. Исследование монокристаллов под бинокулярным микроскопом позволило зафиксировать разнообразные картины послойного нарастания (рис. 7). Обычно растущий слой состоит из системы параллельных полос (по-видимому, ветвей 2-го порядка), разделенных границами с зубчатой конфигурацией. Хотя направление роста новых ветвей может не совпадать с направлением нижележащих, кристаллографическая ориентация всех слоев одинакова — об этом говорит однонаправленность зубчатых контуров любых систем ветвей в одном кристалле. Детальное исследование зубчатых контуров ветвей обнаруживает их ступенчатое строение, непосредственно иллюстрирующее блочный характер роста ветви. На фрактограммах, как и на снимках поверхности кристаллов, можно наблюдать рельефную дендритную структуру. На рис. 8, а показаны обе поверхности раскола одной цементитной пластины. Если на сколе приготовить микрошлиф и подвергнуть его электролитической обработке, то выявляемая блочная субструктура ориентирована вдоль зубцов (рис. 8, б). Схема иллюстрирует механизм формирования дендрита. Рост дендритных ветвей идет путем последовательного развития блоков. В связи с накоплением примесей перед фронтом [c.179]

Как показано в этом разделе, превращение А1(0Н)з в AlgOs на воздухе происходит слишком медленно. Вследствие ступенчатого преобразования решетки в пределах малых областей исходные кристаллы гидраргиллита в большинстве случаев сохраняют свою форму. Получаются псевдоморфозы корунда по гидраргил-литу, в которых, однако, вследствие различного объема обеих структур проявляется очень сильное напряжение роста. Как видно на рис. 31, такие зерна легко разрушаются механически. В [c.53]

При правильном расположении атомов в решетке поверхность должна быть ограничена плоскостя ми, совпадающими с кристаллографическими. Такие плоскости представляют собой совершенные (гладкие) грани [32]. При взаимодействии кристалла с окружающей средой или вследствие особенностей его роста, осложненного какими-либо побочными факторами, поверхность может получиться ступенчатой, огрубленной . Если размеры ступеней одинаковы, образуются так называемые равномерно огрубленные грани если размеры ступеней различны, образуются неравномерно огрубленные грани (рис. 1,19). [c.44]

Таким образом, система, существующая в нескольких энергетических состояниях, переходит в состояние с наименьшей энергией не сразу, а ступенчатым образом, Обычно нет необходимости в каждом случае определять кристаллическую структуру этих промежуточных состояний, они могут различаться калориметрически благодаря их разным энергетическим уровням. Если, например, выкристаллизовывать при комнатной температуре из водного раствора соль КНОз, которая ниже 127,8° С кристаллизуется в ромбической, а выше этой температуры в ромбоэдрической сингонии, то сначала образуются ромбоэдры, устойчивые только при высокой температуре, которые позднее превращаются в ромбические кристаллы. Когда ромбические иглы при своем росте соприкасаются с уже выкристаллизованными ромбоэдрами, последние распадаются (соприкосновение со стабильной фазой) и превращаются также в агрегат ромбических кристаллов. Этот процесс ступенчатого перехода можно проследить под микроскопом. Превращение происходит преимущественно в местах контакта устойчивой фазы с нестабильной. [c.192]

Применение изложенной теории к кристаллам наталкивается на ряд трудностей. Получение достаточно гладкой естественной поверхности с регулярной структурой затруднено наличием структуры роста, ступенчатостью, наличием дислокаций и других нарушений структуры. Практически любой способ полировки твердого тела существенно нарушает структуру поверхности на глубину до 100 мкм [2]. Единственный способ получения достаточно зеркальной поверхности с малодеформиррван-ной структурой — так называемая электрополировка [3—5] однако она применима только для металлов и (с некоторыми оговорками) для полупроводников. Обзор современных методов очистки поверхностей дан в работах [6]. [c.194]

Как дислокации, часто обнаруживаемые в кристалле-подложке, так и дислокации, образующие сетки, показанные на рис. 5.6.5—5.6.7, обычно называются проникающими дислокациями. В эпитаксиальных слоях соединений А "В переменного состава, выращенных методом ХОГФ, плотность наклонных дислокаций в плоскости, параллельной направлению выращивания, достигает 10 —10 см . Такая плотность дислокаций может оказаться слишком высокой для инжекционных лазеров или даже для светодиодов (СИД) высокой яркости, в которых необходим большой срок службы (гл. 8). Существуют, однако, дан-Лие, указывающие на то, что плотность наклонных дислокаций йЬжет быть уменьшена. Резкое уменьшение плотности наклонных дислокаций достигается скачкообразным изменением состава [88], так чтобы рассогласование периодов решетки приво- дило к образованию дислокаций несоответствия. На рис. 5.6.7 можно наблюдать три отчетливо выраженные дислокационные сетки высокой плотности, состоящие из краевых дислокаций, параллельных плоскости роста, однако в области, выращенные между ними, проникает сравнительно небольшое число дислока-. ий. Состав этого слоя менялся не постепенно, а ступенчато. Для развития методов уменьшения до приемлемого уровня плотности наклонных дислокаций в слоях переменного состава требуются дополнительные исследования. [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...