晶體生長(zhǎng)模型與面角守恒定律1

GAC寶玉石鑒定師職業(yè)培訓(xùn)課程教育部職業(yè)教育寶玉石鑒定與加工專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)GemsandJadeIdentificationandProcessingTeachingResourceLibrary晶體生長(zhǎng)模型建設(shè)者姓名：孫竹琳本章概要層生長(zhǎng)模型，螺旋生長(zhǎng)模型；布拉維法則，周期鍵鏈理論影響晶體生長(zhǎng)的外因；幾何淘汰律；面角守恒定律晶體生長(zhǎng)的三種途徑1）.2）.3）.01晶體生長(zhǎng)的三種途徑1、由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)榫w：火山口硫氣體、冰花2、由液相轉(zhuǎn)變?yōu)榫w：熔體：高溫熔融巖漿溶液：鹽湖3、由固相轉(zhuǎn)變?yōu)榫w：非晶質(zhì)體--晶體：火山玻璃晶體--晶體：同質(zhì)多象、固溶體分解、再結(jié)晶02晶體的層生長(zhǎng)與螺旋生長(zhǎng)1.層生長(zhǎng)理論選題背景層生長(zhǎng)理論模型討論的關(guān)鍵是：質(zhì)點(diǎn)在光滑的晶核表面堆積時(shí)，尋找出的優(yōu)先占位位置。1：二面凹角2：三面凹角3：一般位置質(zhì)點(diǎn)優(yōu)先進(jìn)入順序：2＞1＞3最理想的晶體生長(zhǎng)方式：先在2生成一個(gè)行列，2消失。再?gòu)?處生長(zhǎng)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，形成新的2，質(zhì)點(diǎn)再占2。如此重復(fù)。行列逐漸向外推移形成一個(gè)面網(wǎng)，面網(wǎng)層層外推發(fā)育成晶面，即層生長(zhǎng)。1.層生長(zhǎng)理論

但是，實(shí)際晶體生長(zhǎng)不可能達(dá)到這么理想的情況，也可能一層還沒(méi)完全長(zhǎng)滿，另一層又開(kāi)始生長(zhǎng)了，這叫階梯狀生長(zhǎng)，最后可在晶面上留下生長(zhǎng)層紋或生長(zhǎng)階梯。

階梯狀生長(zhǎng)是屬于層生長(zhǎng)理論范疇的?？傊?，層生長(zhǎng)理論的中心思想是：晶體生長(zhǎng)過(guò)程是晶面層層外推的過(guò)程。但是，層生長(zhǎng)理論有一個(gè)缺陷：當(dāng)將這一界面上的所有最佳生長(zhǎng)位置都長(zhǎng)完后，如果晶體還要繼續(xù)生長(zhǎng)，就必須在這一平坦面上先生長(zhǎng)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，由此來(lái)提供最佳占位位置。這個(gè)先生長(zhǎng)在平坦面上的質(zhì)點(diǎn)就相當(dāng)于一個(gè)二維核，形成這個(gè)二維核需要較高的過(guò)飽和度和過(guò)冷卻度。但許多晶體在過(guò)飽和度和過(guò)冷卻度很低的條件下也能生長(zhǎng)，為了解決這一理論模型與實(shí)驗(yàn)的差異，弗蘭克與1949年提出了螺旋位錯(cuò)生長(zhǎng)機(jī)制。2.螺旋生長(zhǎng)理論（BCF理論模型）

該模型認(rèn)為晶面上存在螺旋位錯(cuò)露頭點(diǎn)可作為晶體生長(zhǎng)的臺(tái)階源，可以對(duì)平坦面的生長(zhǎng)起著催化作用。這種臺(tái)階源永不消失，因此不需要形成二維核，這樣便成功的解釋了晶體在很低過(guò)飽和度和過(guò)冷卻度的條件下仍能生長(zhǎng)這一現(xiàn)象。2.螺旋生長(zhǎng)理論（BCF理論模型）這兩個(gè)模型有什么聯(lián)系與區(qū)別？

聯(lián)系：都是層層為推生長(zhǎng)區(qū)別：生成新的一層的成核機(jī)理不同有什么現(xiàn)象可以證明這兩個(gè)生長(zhǎng)模型？平整的晶面、環(huán)帶構(gòu)造、面角守恒定律、砂鐘構(gòu)造（生長(zhǎng)錐）、晶面的層狀階梯、螺旋紋03晶面發(fā)育理論：布拉維法則和周期鍵鏈理論1.布拉維法則

實(shí)際晶體的晶面常常是由晶體格子構(gòu)造中面網(wǎng)密度大的面網(wǎng)發(fā)育而成的。

為什么？面網(wǎng)密度大—面網(wǎng)間距大—對(duì)生長(zhǎng)質(zhì)點(diǎn)吸引力小—生長(zhǎng)速度慢生長(zhǎng)速度慢—在晶形上保留；生長(zhǎng)速度快—尖滅2.周期鍵鏈理論（PBC理論）

該理論認(rèn)為，在晶體結(jié)構(gòu)中存在著一系列周期性重復(fù)的強(qiáng)鍵鏈，其重復(fù)規(guī)律（周期及方向等）與相應(yīng)質(zhì)點(diǎn)的重復(fù)規(guī)律一致，這樣的強(qiáng)鍵鏈稱(chēng)為周期鍵鏈（PBC）。晶體平行鍵鏈生長(zhǎng)，鍵力最強(qiáng)的方向生長(zhǎng)最快，平行強(qiáng)鍵鏈最多的面最常見(jiàn)于晶體的表面而形成的晶面。這就是周期鍵鏈理論。晶面分為3類(lèi)：F面（平坦面）：平行于2個(gè)PBC,受到一個(gè)方向強(qiáng)鍵鏈吸引，生長(zhǎng)速度最慢，易成為晶面S面（階梯面）：平行于一個(gè)PBC，受到2個(gè)方向強(qiáng)鍵鏈吸引K面（扭折面）：不平行PBC，受到三個(gè)方向強(qiáng)鍵鏈吸引，生長(zhǎng)速度最快，易消失04影響晶體生長(zhǎng)的外部因素1、渦流和生長(zhǎng)介質(zhì)的流動(dòng)方向2、溫度3、雜質(zhì)與酸堿度4、黏度5、結(jié)晶速度6、生長(zhǎng)順序和生長(zhǎng)空間7、應(yīng)力作用05

晶簇與幾何淘汰律1、晶簇2、幾何淘汰律：生長(zhǎng)速度最大方向與基底平面垂直的晶體繼續(xù)生長(zhǎng)。