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如何控制晶体生长形貌（如何控制晶体生长形貌变化）
发布时间：2023-04-19 08:43:59
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大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于如何控制晶体生长形貌的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
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本文目录:
一、怎么控制晶体的定向生长？它跟哪些因素有关？表面活性剂、溶剂的极性怎样影响晶体生长？
晶体的生长主要跟它结晶的快慢（速度）有关，根据晶体性质来决定结晶速度（动态或静态结晶），其次是溶剂的配比，在不同的溶剂配比下，结晶的晶体不一致，有针状、粉末状等晶型！还跟温度、酸碱度等有关！当然跟溶剂的极性、溶剂的物理性质也有关洗系！
二、结晶过程中主要控制哪些因素？如何控制
结晶过程要考虑的因素很多，像溶剂的选择（单一或复合）、结晶温度，搅拌速度，搅拌方式，过饱和度的选择，养晶的时间，溶媒滴加的方式和速率等等，另外，在溶解、析晶、养晶这些过程中，上述温度、搅拌速度、时间多少、加入方式和速度还不完全一样。所以诸多因素叠加在一起，更是觉得难度大。一般说来，先应该选择主要的条件，使结晶过程能够进行下去，得到晶体，然后再优化上述条件。搞应用研究溶剂相对来说不难选择，关键点在于使用这种溶剂能否找到过饱和点，过饱和点区间是不是好控制。
晶体产品的粒度及其分布，主要取决于晶核生成速率(单位时间内单位体积溶液中产生的晶核数)、晶体生长速率（单位时间内晶体某线性尺寸的增加量）及晶体在结晶器中的平均停留时间。溶液的过饱和度，与晶核生成速率和晶体生长速率都有关系，因而对结晶产品的粒度及其分布有重要影响。在低过饱和度的溶液中，晶体生长速率与晶核生成速率之比值较大，因而所得晶体较大，晶形也较完整，但结晶速率很慢。在工业结晶器内，过饱和度通常控制在介稳区内，此时结晶器具有较高的生产能力，又可得到一定大小的晶体产品。
三、怎么把晶体变大
晶体生长有很多方法，一个最基本的原则是控制晶体的生长速度，晶体生长的越慢越溶液长成大颗粒（即较小的过饱和度）。可以通过加入晶种种的方法控制晶核数量，提高单个晶体的尺寸，对于溶解度大的晶体控制降温速率。一个最基本的前提是溶液体积越大，溶剂蒸发越慢，晶体就越溶液长大。
四、影响晶体生长的外部因素
晶体生长的形态主要是由晶体内部的结构决定的，因此晶体结构是决定晶体生长形态的内因，但是晶体在生长过程中所处的外界环境条件，也会对晶体的形态产生一定的影响。下面我们对影响晶体生长的几种主要外部因素分析如下。
图2-9 生长介质流动方向对晶体生长的约束
（据陈光远等，1988）
1—层理；2—剪切裂隙；3—磁铁矿
1.涡流和生长介质的流动方向
在晶体的生长过程中，随着晶体周围溶液中的溶质向晶体上的粘附以及晶体生长释放出来的热量增加，晶体周围的溶液密度减小温度升高而在重力作用下上升，从而使远离晶体的冷的重溶液向晶体方向流动，从而形成涡流。涡流使晶体生长的物质供给不均匀，悬浮在溶液中的晶体下部易得到溶质的供应，而贴着基底的晶体底部得不到溶质的供给，因而造成晶体的形态特征不同。生长介质流动方向对晶体生长的影响与此类似：面对介质来源方向的晶面生长速度快而其相反方向生长较慢（图2-9）。
2.温度
图2-10 锡石晶体形态与温度关系图解
（据陈光远等，1988）
四方双锥s｛111｝；四方柱a｛100｝；m｛110｝
在不同的温度条件下，同一种晶体的不同晶面，其相对生长速度会有所改变，从而影响其生长形态。如方解石（CaCO3）在较高温度下常形成扁平状的层解石，而在常温的地表水溶液中多生成细长晶体。许多链状结构矿物如辉锑矿、锡石、角闪石的晶体生长与温度的关系均如此（图2-10）。其成因是高温条件下强键对质点的获取优势不甚明显而低温时则十分突出。
3.杂质与酸碱度
溶液中杂质的存在可以改变晶体上不同面网的表面能，从而使其相对生长速度也随之变化，进而影响晶体的形态。例如，在纯净水中石盐常结晶出立方体晶形，而在溶液中有少量硼酸存在时则出现立方体和八面体聚形。
晶体不同方向面网的性质可以有明显差异，有的适合在碱性条件下生长而有的适合在酸性条件下生长，故溶液的酸碱度也能影响晶体的形态。
4.黏度
在黏度较大的情况下，溶液中质点的供给主要以扩散的方式进行。在这种情况下，晶体上容易接受溶质的棱、角部分生长较快，而晶面的中心部分生长较慢，甚至不生长。许多矿物的树枝状晶和骸晶（图2-11）常常是在高黏度溶液中生成的。
5.结晶速度
结晶速度越快，则形成的结晶中心越多，在围绕多个结晶中心生长的情况下，晶体不易长大，因此形成的晶体多为细粒状。反之，结晶速度越慢，体系中结晶中心的数量越少，越有利于晶体的长大，晶体多呈粗粒状。例如，岩浆在地下深处缓慢结晶时，形成的矿物晶体粗大，如花岗岩中的石英、长石矿物晶体等；同样的岩浆在地表快速结晶时，则形成细粒矿物晶体，如流纹岩中的石英、长石晶体等。
图2-11 自然铜的树枝状晶和自然硫的骸晶
（a.中国地质大学（北京）博物馆收藏；b.据陈光远等，1988）
此外，快速生长时晶体也能偏离其平衡态，从而形成骸晶（图2-12）和树枝晶。
图2-12 玻基玄武岩中橄榄石骸晶的正交偏光显微照片（10×10）
（据路凤香，2001）
6.生长顺序与生长空间
晶体生长的空间对晶体的生长形态影响较大，早期析出的晶体，具有较多的自由生长空间，晶形完整，自形程度较高；后期析出的晶体，只能在已形成的晶体残留的空间中生长，因此其晶形一般不完整，常呈半自形晶或他形晶。例如，在花岗岩中早期结晶形成的长石晶形自形程度总是高于晚期形成的石英。
7.应力作用
此外，对于在固相中形成的晶体形态而言，外部应力的作用十分重要：一般垂直于压应力轴的晶面较大；在剪切应力作用下形成的晶体可呈不对称椭球状或丝状。这对应力作用方向的判别有重要意义。
以上就是关于如何控制晶体生长形貌相关问题的回答。希望能帮到你，如有更多相关问题，您也可以联系我们的客服进行咨询，客服也会为您讲解更多精彩的知识和内容。
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