晶体生长理论ppt课件.pptx

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体生长晶体生长晶体生长简介晶体需求天然晶体的不足新应用，新晶体晶体与生活晶体生长过程简介提拉法简介多晶料合成籽晶晶体生长晶体出炉晶体图片晶体生长理论晶体生长理论简介层生长理论螺旋生长理论周期键链(PBC)理论枝晶生长病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体生长晶体生长晶体生长方法常温溶液法高温溶液法熔融法气相法晶体缺陷缺陷分类点缺陷线缺陷面缺陷体缺陷其它缺陷晶体生长理论晶体生长理论就像其他的物理过程一样，晶体生长也有其内在的规律研究晶体生长，就是研究天然晶体及人工晶体的产生、成长和变化的过程与机理，探询控制和影响晶体生长的诸多因素，寻找更加适合晶体生长的结晶条件，比如温度分布（温场）、气氛、组分浓度分布、压力、溶液/熔体的流动、生长速度等深入研究晶体生长的理论，掌握晶体生长的内在规律，可以帮助我们获得现代科学技术所急需的晶体材料近几十年来，随着物理学、化学等基础学科和加工制备技术的不断进步，晶体生长理论研究也得到了迅速的发展，成为一门独立的分支学科。

晶体生长理论已经从最初的研究晶体结构、和生长形态，进行经典的热力学分析，发展到在微观层面研究晶体生长中的物质、热量的输运、生长界面处液体/熔体的结构、界面反应等，并形成了许多晶体生长的理论或模型晶体生长理论主要研究晶体结构、晶体缺陷、晶体生长形态、晶体生长条件四者之间的关系，以及晶体生长界面动力学问题两大方面内容，目前，主要有晶体生长的热力学理论、层生长理论、 螺旋生长理论、周期键链(PBC)理论、界面生长理论等病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体生长理论简介自从1669年丹麦学者斯蒂诺(N.Steno)开始研究晶体生长理论以来，晶体生长理论经历了晶体平衡形态理论、界面生长理论、PBC理论和负离子配位多面体生长基元模型4个阶段，目前又出现了界面相理论模型等新的理论模型现代晶体生长技术、晶体生长理论以及晶体生长实践相互影响，使人们越来越接近于揭开晶体生长的神秘面纱下面简单介绍几种重要的晶体生长理论和模型病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体生长理论简介晶体平衡形态理论：主要包括布拉维法则（Law of Bravais）、GibbsWulff生长定律、BFDH法则(或称为Donnay-Harker原理)以及Frank运动学理论等。

晶体平衡形态理论从晶体内部结构、应用结晶学和热力学的基本原理来探讨晶体的生长，注重于晶体的宏观和热力学条件，没有考虑晶体的微观条件和环境相对于晶体生长的影响，是晶体的宏观生长理论病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体生长理论简介界面生长理论：主要有完整光滑界面模型、非完整光滑界面模型、粗糙界面模型、弥散界面模型、粗糙化相变理论等理论或模型界面生长理论重点讨论晶体与环境的界面形态在晶体生长过程中的作用，没有考虑晶体的微观结构，也没有考虑环境相对于晶体生长的影响病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体生长理论简介PBC（周期键链）理论：1952年，PHartman、WGPerdok提出，把晶体划分为三种界面：F面、K面和S面BC理论主要考虑了晶体的内部结构周期性键链，而没有考虑环境相对于晶体生长的影响病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体生长理论简介负离子配位多面体模型：1994年由仲维卓、华素坤提出，将晶体的生长形态、晶体内部结构和晶体生长条件及缺陷作为统一体加以研究，考虑的晶体生长影响因素全面，能很好地解释极性晶体的生长习性。

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体生长理论简介界面相理论模型：2001年，高大伟、李国华认为，晶体在生长过程中，位于晶体相和环境相之间的界面相可划分：界面层、吸附层和过渡层；界面相对晶体生长起着重要作用病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体生长理论简介从晶体平衡形态理论到负离子配位多面体生长基元模型，晶体生长理论在不断地发展并趋于完善，主要体现在以下几个方面：从宏观到微观，从经验统计分析到定性预测，从考虑晶体相到考虑环境相，从考虑单一的晶体相到考虑晶体相和环境相晶体生长的定量化，并综合考虑晶体和环境相，以及微观与宏观之间的相互关系是今后晶体生长理论的发展方向病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体平衡形态理论1669年丹麦医生斯蒂诺发表了论固体中自然含有的固体，开始了晶体生长理论探索的篇章自此以来，经过各国科学家的精心研究，晶体生长理论已经有了长足的发展，出现了各种各样的不同理论及模型。

本节将简单介绍一下晶体平衡形态理论晶体平衡形态理论的主要理论及模型有：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体平衡形态理论布拉维法则：法国晶体学家ABravais于1850年利用群论推导出具有一定对称性的空间点阵只有14种，分属于7大晶系；1866年，Bravais又论述了实际晶面与空间格子构造中面网之间的关系，提出，实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网，这就是布拉维法则布拉维法则阐明了晶面发育的基本规律病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体平衡形态理论Gibbs-Wulff晶体生长定律：1878年，J.W.吉布斯发表的著名论文论复相物质的平衡奠定了热力学理论的基础Gibbs从热力学出发，提出了晶体生长最小表面能原理，即晶体在恒温和等容的条件下，如果晶体的总表面能最小，则相应的形态为晶体的平衡形态当晶体趋向于平衡态时，它将调整自己的形态，使其总表面自由能最小；反之，就不会形成平衡形态由此可知某一晶面族的线性生长速率与该晶面族比表面自由能有关，这一关系称为Gibbs-Wulff晶体生长定律。

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体平衡形态理论BFDH法则：1937年，Friedel. Donnay和Harker等人对Bravais法则作了进一步的完善，特别考虑了晶体结构中螺旋轴和滑移面对其最终形态的影响，形成了BFDH法则(或称为Donnay-Harker原理)，指出，晶体的最终外形应为面网密度最大的晶面所包围，晶面的法线方向生长速率反比于面网间距，生长速率快的晶面族在最终形态中消失病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体平衡形态理论Frank运动学理论：1958年，FCFrank在应用运动学理论描述晶体生长或溶解过程中不同时刻的晶体外形，提出了两条基本定律，即所谓的运动学第一定律和运动学第二定律利用该定律能够定量计算出晶体的生长形态病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程界面生长理论晶体平衡形态理论虽然是从晶体内部结构、应用结晶学和热力学的基本原理来探讨晶体的生长，但是过于注重晶体的宏观和热力学条件，而没有考虑晶体的微观条件和环境相对于晶体生长的影响，实际是晶体的宏观生长理论；界面生长理论重点讨论晶体与环境的界面形态在晶体生长过程中的作用，力求从界面处物理化学特性来诠释晶体生长的动力。

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程界面生长理论完整光滑突变界面模型：1927年由WKossel提出认为晶体是理想完整的，并且从原子或分子的层次来看，界面在原子层次上没有凸凹不平的现象，固相与流体相之间是突变的病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程界面生长理论非完整光滑界面模型：1949年，FCFrank提出，晶体是理想不完整的，其中必然存在位错一个纯螺型位错和光滑的奇异面相交，在晶面上会产生一个永不消失的台阶源，在生长过程中，台阶将逐渐变成螺旋状，使晶面不断向前推移病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程界面生长理论粗糙界面模型：1959年，KAJackson认为晶体生长的界面为单原子层，且单原子层中所包含的全部晶相与流体相原子都位于晶格位置上，并遵循统计规律分布病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程界面生长理论弥散界面模型：1966年，DETemkin提出，界面由多层原子构成，在平衡状态下，可根据界面相变熵大小推算界面宽度，并可根据非平衡状态下界面自由能变化，确定界面结构类型。

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程界面生长理论粗糙化相变理论：1951年，Burton、Leamy、Eerden等提出，存在一个温度，在此温度以上，界面由基本光滑转变为粗糙，晶体呈线性生长；并且上述结论在Temkin模型之外成立病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程层生长理论层生长理论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是具有三面凹入角的位置质点在此位置上与晶核结合成键放出的能量最大因为每一个来自环境相的新质点在环境相与新相界面的晶格上就位时，最可能结合的位置是能量上最有力的位置，即结合成键时应该是成键数目最多，是放出能量最大的位置所以晶体在理想情况下生长时，先长一条行列，然后长相邻的行列在长满一层面网后，再开始长第二层面网层生长理论认为：晶体的生长是质点面网一层接一层地不断向外平行移动的结果病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程光滑平面层状生长模拟晶体生长的方式主要有层生长和螺旋生长两种。

层生长，是一种二维成核生长质点在晶体的平面上沉积生长与扩散离开晶体表面的过程是动态过程当质点沉积到晶体表面时，其带来的自由能变化使得该处不能维持平衡状态，质点很容易扩散出晶体平面如果质点之间能够首先形成二维晶核，或者质点落在平面凹陷处，则此时自由能较小，比较容易在晶体表面上实现沉积如果质点能够在有三维凹角处沉淀，此时，整个晶体体积增加，但是表面积并不改变，体系的总自由能极小，质点将相继在三面凹角位置上优先堆积，直至长满一行质点总是优先在凹角处堆积，在不断沉积扩散过程中，实现晶体的生长病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程有粗糙点的光滑平面生长模拟晶体生长中，凹陷处比较容易沉积质点相比较光滑的平面，如果有粗糙的地方，那么，会比较方便质点的沉积病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程粗糙平面生长模拟在粗糙的表面上，凹陷之处比较多，二维、三维凹角可以为沉积的质点提供更多的附着点病原体侵。