晶体的层状生长特征

图1～图6是一组显示晶体层状生长特征单晶体形态。它们的一个共同特点是都处于凹坑之中，这些层状生长的特殊晶体形态，与原始状态的熔体形状有关，也与气泡中气流旋转方向、热量传递和质量传输方向有关。图1是在同一方向生长的{111}晶面上有两组各自独立的层状生长特征。同一晶面的生长用了两个二维核，但二维核方向相同，当晶体生长了一层之后，必须通过新的二维成核才能产生新的台阶。图4中的晶面层有一明显的沟槽，是在生长中气流作用留下的痕迹。图5图6沿{111}晶面生长特征反映了热量传递方向，热量传递方向能使处于凹坑中的(Mn，Fe)S熔体在结晶时沿着{111}的一组晶面优先生长，高指数晶面层逐渐变小或完全隐没，说明晶体本身的大小和形状是受晶体生长时外界条件影响的。晶体的形态对生长过程的各种因素是十分敏感的，因此，处在气泡壁上同一自由生长体系的(Mn，Fe)S熔体，由于它们的原始状态、所处位置、气体的流动、热量传递方向、质量传输等各种因素的影响，由于生长过程中的复杂性，有一部分生成平衡态完整的(Mn，Fe)S单晶14面体，大部分都不是平衡状态，显示了变幻莫测的优美造型。

关于晶体长大的机理，目前比较流行的是蜷线生长理论，已经有较多的生长螺旋线的观察结果；另一个是平面长大理论，许多外形规则的天然晶体就是以平面长大机理形成的。但是平面长大理论应用于钢中夹杂物晶体生长，在国内外还没有报道过，这组照片是晶体平面长大理论新发现的典型实例。

连生体是两个(Mn，Fe)S单晶体沿{111}面及{100}面连生在一起或相互穿插而形成的，见图7、图8，它可以进一步分成不规则连生体(图10)和双晶连生体(图9)。连生体的形态与原始状态两个熔体接触情况及生长中的动力学因素有关。

图1  (Mn，Fe)S单晶体的层状生长待征

图2  (Mn,Fe)S单晶体的层状生长待征

图3  (Mn,Fe)S单晶体的层状生长待征

图4  (Mn,Fe)S单晶生长的沟槽

图5  (Mn,Fe)S单晶体层状生长待征

图6  (Mn,Fe)S单晶体层状生长待征

图7  (Mn,Fe)S单晶体连生体

图8  (Mn,Fe)S单晶连生体

图9  (Mn,Fe)S双晶连生体

图10  (Mn,Fe)S不规则连生体