樹枝狀成長

樹枝狀成長是指一種像樹枝狀的特殊晶體的成長狀態。樹枝狀結晶生長是由於溶質偏析不均勻導致的。

基本介紹

• 中文名：樹枝狀成長
• 屬性：樹枝狀晶的成長方式
• 原因：溶質偏析不均勻
• 領域：金屬材料學

概述

在自然界中，雪花是人們最常見的枝晶。在人為控制的條件下，也常常從熔體、溶液或固溶體、蒸氣以及電解沉積長出固體的過程中觀察到枝晶。枝晶生長是一種生長的不穩定現象，常起因於過冷的液體，或晶體的生長速度受限於溶質原子向固體表面的擴散速度。造成以上條件的原因，可以是液相中負的溫度梯度，也可以是負的濃度梯度。在這種模式下，晶體傾向於在其稜角處優先生長，從而形成突觸狀結構。在純金屬熔體中，只有在界面前沿液體中的溫度梯度是負值時，枝晶形態才可能發展為主要形態；對合金液體，若滿足組分過冷條件，則在正的溫度梯度下，晶體也有可能生長為枝品形態。

立方晶格枝晶生長

立方晶格金屬是以八面體外形開始結晶的。如果晶體表面溶質偏析程度很小，而且溶質在整個晶體表面均勻分布，晶體就能夠保持住八面體外形。但是，當晶體表面的溶質偏析程度增大時，晶體就要在表面偏析程度最小的地點開始突起。在一開始以八面體外形結晶的立方晶格金屬中，這種地點應該是由四個{111}面組成的稜錐的尖端。從這種稜錐尖端生成的突起點就形成了樹枝的主幹，從主幹上長出的一次枝首先是沿著八面體晶體的棱邊成長。這是因為在八面體晶體中棱邊僅次子稜錐的尖端，溶質偏析程度也很小。