晶体生长机理研究综述.pdfVIP

北京石油化工学院学报 第 14 卷 　第 2 期 Vol . 14 　No . 2 J our nal of Beij in g In stit ut e of 2006 年 6 月 J une 2006 Pet rochemical Technolo gy 晶体生长机理的研究综述 1 2 郝保红 　黄俊华 ( 1 　北京石油化工学院机械工程系 ,北京 1026 17 ; 2 　中国石油大学机电工程学院 ,北京 102249) 摘 要 　控制晶体生长使材料达到最高的强度可以采取两条相反的途径 :一是尽量增大位 错密度 ,非晶态材料就可看成是位错密度极高的材料 ;二是尽量减少位错密度 , 晶须就是这种方法的一 个实例 。晶体生长理论研究包括晶体成核理论 、输运理论 、界面稳定性理论 、界面结构理论和界面动力 学理论的体系 。揭示了晶体生长的基本过程 ,介绍了晶体生长的机理 ,概述了晶体生长理论研究的技术 和控制晶体生长的途径及手段 ,阐述晶体生长研究的发展方向 , 以及晶体生长与界面相的关系 。这将对 晶体生长的实践起着一定的指导作用 。晶体生长理论研究的发展方向是使晶体生长过程可视化 ,这也 是晶体生长实验技术的最终 目标 。 关 键 词 　晶体结构 ; 晶界 ; 晶须 ; 扩散 ; 成核 中图法分类号 　O78 　　晶体生长机理是研究金属材料的基础 ,它 原子 、分子 ,也可以是具有一定几何构型的原子 本质上就是理解晶体内部结构 、缺陷、生长条件 ( ) 分子 聚集体 。所谓的“基元”过程包括以下主 和晶体形态之间的关系 。通过改变生长条件来 要步骤 : 控制晶体内部缺陷的形成 ,从而改善和提高晶 ( ) 1 基元的形成 :在一定的生长条件下 ,环 体的质量和性能 ,使材料的强度大大增强 ,开发 境相中物质相互作用 ,动态地形成不同结构形 材料的使用潜能 。 式的基元 ,这些基元不停地运动并相互转化 ,随 晶体生长研究已从一种纯工艺性研究逐步 时产生或消失 。 发展形成晶体制备技术研究和晶体生长理论研 (2) 基元在生长界面的吸附: 由于对流 、热 究两个主要方向。两者相互渗透 、相互促进 。 力学无规则的运动或原子间的吸引力 ,基元运 晶体制备技术研究为晶体生长理论研究提供了 动到界面上并被吸附。 丰富的对象 ;而晶体生长理论研究又力图从本 (3) 基元在界面的运动 :基元由于热力学的 质上揭示晶体生长的基本规律 ,进而指导晶体 驱动 ,在界面上迁移运动 。 制备技术研究 。 (4) 基元在界面上结晶或脱附:在界面上依 1 　晶体生长的基本过程 附的基元 ,经过一定的运动 ,可能在界面某一适 当的位置结晶并长入固相 ,或者脱附而重新回 从宏观角度看 , 晶体生长过程是晶体 - 环