胶体体系中结晶过程的研究

摘要

晶体材料被广泛应用于日常生活和生产中。一般而言，晶体材料的制备是通过结晶来完成的。全面了解结晶的物理规律和控制结晶过程是得到高品质晶体材料的前提。然而，我们对结晶的理解，目前依然不全面，主要是由于原子太小、运动太快，都无法直接观察和追踪。相比之下，胶体颗粒足够大、运动慢，普通光学显微镜就可以直接观察其运动过程。尤为重要的是，溶液中的胶体颗粒可以像原子一样形成固态、液态、气态，并且各平衡态之间可以相互转化。近几十年来，利用胶体研究相变给结晶机制的研究提供了很多启示。我们研究了二维胶体体系在交变电场控制下的结晶过程。在实验中，结晶成核路径随着过饱和度的改变而变化。观察发现:体系在强驱动力下，选择经典理论描述的成核路径;体系在弱驱动力下，选择多步成核路径。
　　在晶体生长过程中，缺陷是很难避免的。缺陷的存在对晶体的性质有着严重的影响。位错是一种常见的缺陷。已有研究发现吸引力体系和排斥力体系中的位错，在结构和扩散行为上都有着显著的差异。我们在二维胶体体系中对位错间的相互作用做了系统的研究。发现位错间的相互作用结果与位错间的夹角有密切关系。我们发现:成120°角的位错会融合成一个位错;在同一滑移线上的夹角为180°的位错会湮灭。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 晶体材料和成核现象

1．2 胶体及其特性

1．3 选题意义及主要工作

第二章 研究方法

2．1 实验背景

2．2 实验装置

2．3 数据获取与处理

第三章 成核路径与过饱和度的关联

3．1 经典成核理论的局限

3．2 非经典成核过程

3．3 实验结果讨论

3．3．1 相图

3．3．2 序参数

3．3．3 吸引力对成核过程的影响

3．3．4 成核势垒

3．3 本章总结

第四章 二维胶体晶体中位错扩散与相互作用

4．1 缺陷的性质及研究背景

4．2 研究目的

4．3 研究方法

4．3．1 位错缺陷

4．4 实验结果讨论

4．4．1 位错间的相对位置

4．4．2 位错间的相互作用

4．4．3 晶界的形成

4．4．4 位错行为的理解

4．5 本章总结

第五章 总结和展望

5．1 全文总结

5．2 问题与晨塑

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢