2)从熔体中结晶
条件 ：熔体过冷却。 天然熔体：岩浆。 人工熔体：金属熔体、玻璃熔体等。
天然熔体：实岩用文浆档
3、固-固结晶作用
1)同质多像转变－某种晶体，在一定条件下，转变成另一 种晶体
2)晶界迁移结晶－高温下，晶粒间界面处质点发生转移，进 行重新排列，小晶粒逐渐长大
3)固相反应结晶－两种以上粉料混合高温烧结，发生化学反 应，形成新的化合物
1—三面凹 角
2－二面凹 角3－一般位源自置晶体的理想生长过程晶体在理想情况下生长时，先长一条行列 ，再长相邻的行列；在长满一层原子面后， 再长相邻的一层，逐层向外平行推移。
生长停止后，最外层的面网就是实际晶面 ，相邻面网的交棱是实际晶棱。整个晶体成 为被晶面包围的几何多面体。
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此结论可解释如下一些生长现象 （1）晶体常生长成为面平、棱直的多面体形态。 （2）晶体中的环带构造
4)重结晶－小晶体长大的过程，有液体参与
5)脱玻化－非晶体自发地转化成晶体
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§2.2晶核的形成
晶体形成的一般过程是先生成晶核，而后再逐渐长大。
晶核：从结晶母相中析出，并达到某个临界大 小，从而得以继续成长的结晶相微粒。
成核作用：形成晶核的过程。
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以过饱和溶液情况为例，说明成核作用的过程
晶体成核实用过文档程示意图
过饱和溶液中
设结晶相（胚芽）产生使自由能降低△Gv 两相界面表面能使自有能增加△Gs 体系总自由能的变化为△G＝ －△Gv＋ △Gs
设胚芽为球形，半径为r,则上式可表示为 △G＝－(4/3)πr3△Gv0+4πr2△Gs0 △Gv0为单位体积新相形成时自由能的下降 △Gs0为单位面积的新旧相界面自由能的增加
第二章 晶体生长的基本规律
主要内容
• 1.形成晶体的方式 • 2.晶体成核 • 3.晶体生长的基本理论 ★ • 4.晶面的发育 ★ • 5.影响晶体形态的外因 ★ • 6.晶体的溶解和再生长 • 7.人工合成晶实体用文档
§2.1形成晶体的方式
晶体是在物相转变的情况下形成的。物相有三种，即 气相、液相和固相。只有晶体才是真正的固体。由气相 、液相转变成固相时形成固体，固相之间也可以直接产 生转变。
过饱和度越高， rc值越小，
临界晶核
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成核几率越大。
成核作用分为： 1、均匀成核：在均匀无相界面的体系内，自发
发生相变形成晶核 2、不均匀成核：晶核借助外来物质的诱导产生
如溶液中悬浮地杂质微粒，容器壁 上凹凸不平，或人为地放入籽晶或
成核剂等。
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§2.3晶体的生长
晶核形成后，质点继续在晶核上堆积，体系 的总自由能随晶核的增大而下降，晶核得以不断 长大，晶体进入生长阶段。
3
B
1
CA
B
2
C
a
D
b
D
结论：面网密度大—对生长质点吸引力小—生长速度慢—
在晶形上保留
面网密度小—对生长质点吸引力大— 生长速度快—消
失
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缺点：
1. 布拉维所依据的仅是由抽象的结点所组成的空间格子， 而非真实的晶体结构。 2. 只考虑了晶体的本身，而忽略了生长晶体的介质条件。 因此，在某些情况下可能会与实际情况产生一些偏离。
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一．布拉维法则
早在1885年，法国结晶学家布拉维从晶体具有空 间格子构造的几何概念出发，论述了实际晶面与空 间格子构造中面网之间的关系。
布拉维法则：实际晶体往往为面网密度大的晶面所包围
晶面生长速度：晶面在单位时间内沿其法线方向向外 推移的距离
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图释
A
面网密度 AB>CD>B C
a＞b
• 阶梯状生长是属于层生长理论范畴的。
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晶体生长过程模拟
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二.螺旋生长理论
根据实际晶体结构的螺旋位错现象，提出了 晶体的螺旋生长理论。即在晶体生长界面上螺 旋位错露头点所出现的凹角及其延伸所形成的 二面凹角可作为晶体生长的台阶源，促进光滑 界面上的生长，这种台阶永不消失。
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螺旋位错的形成
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△G＝－(4/3)πr3△Gv0+4πr2△Gs0
+
G
△Gs
r＜rc ,△G随r增大而增大，胚芽易消失
0
r c
r0
rc＜r＜r0 ,△G＞0，胚芽可存在，很难 长大
G
△Gv
r＝r0 ,△G=0，胚芽可存在，可消失 r＞r0 ,△G＜0，胚芽长大
-
r
rc与溶液的过饱和度有关，
粒径为rc的胚芽为
石英的带状构造
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蓝宝石中的环带
（3）同种晶体的不同个体，对应晶面间的夹角不变。 （4）某些晶体内部的沙钟构造
普通辉石的生长锥实用(文a档)和砂钟状构造(b)
• 但是，实际晶体生长不可能达到这么理想的 情况，也可能一层还没有完全长满，另一层又 开始生长了，这叫阶梯状生长，最后可在晶面 上留下生长层纹或生长阶梯。
螺旋生长过程模拟
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SiC晶体表面的生长螺旋纹 实用文档 石墨底面上的生长螺纹
§2.4晶面发育
晶体生长所形成的几何多面体外形，是由所 出现晶面的种类和它们的相对大小来决定的。哪 种类型的晶面出现及晶面的大小，本质上受晶体 结构所制，遵循一定规律。
1、布拉维法则 2、居里－吴里佛原理 3、周期键链理论
在晶体生长过程中，由于杂质或热应力的不均匀分布， 在晶格内产生内应力，当此力超过一定限度时，晶格便沿 某个面网发生相对剪切位移，位移截止处形成一条位错线， 即螺旋位错。
形成螺旋位错示意图
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晶体螺旋生长示意图
质点先落在凹角处。随着晶体的生长，凹角不会随 质点的堆积而消失，仅仅是凹角随质点的堆积而不断地 螺旋上升，导致整个晶面逐实用层文档向外推移。
在一定条件下，物质从其它状态转变为晶体，称为结 晶作用。结晶作用是相变过程，伴随产生热效应。
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1.气-固结晶作用
条件：气态物质具有足够低的蒸汽压、处于较低的 温度下。
火山裂缝喷气孔附近的自然硫沉积 实用文档
2.液-固结晶作用
1)从溶液中结晶 条件：溶液过饱和。
青海察尔汗盐湖中盐花结晶体
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介绍两种被广泛接受的理论。
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一．层生长理论
它是论述在晶核的光滑表面上生长一层原子面时 ，质点在界面上进入晶格“座位”的最佳位置 有平坦面、两面凹角位、三面凹角三种。
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晶体理想生长过程中质点堆积顺序的图解
假设晶核为由同一种原子组成的立方格子，其相邻质 点的间距为a
质点的堆积顺序 三面凹角→二面凹角→实一用般文档位置