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11﹒固液界面微观结构
固液界面的微观结构
固液界面微观结构分类：
根据用显微镜观察生长着的晶体的界面状况，可以将其微观结构分为两类，即光滑界面和粗糙界面
光滑界面：
从显微尺度来看，光滑界面呈参差不齐的锯齿状，界面两侧的固液两相是截然分开的，在界面的上部，所有的原子都处于液体状态，在界面的下部，所有的原子都处于固体状态，即所有的原子都位于结晶相晶体结构所规定的位置上。
这种界面通常为固相的排晶面。由于这种界面呈曲折的锯齿状，所以又称为小平面界面。
当从原子尺度观察时，这种界面是光滑平整的。光滑界面：
粗糙界面：
从原子尺度观察时，这种界面高低不平，并几个原子间距的过渡层。在过渡层中，液相和固相的原子犬牙交错的分布着那么如何判断材料界面的微观结构类型呢杰克逊对此进行了深入的研究
当晶体与液体处于平衡状态时当晶体与液体处于平衡状态时，从宏观上看，其界面是静止的。但是从原子尺度看，晶体与液体的界面不是静止的，每一时刻都有大量的固相原子离开界面进入液相，同时又有大量液相原子进入固相晶格上的原子位置，与固相链接起来，只不过两者的速率相等。
：设界面上可能具有的原子位置数为，其中个位置为固相原子所占据，那么界面上被固相原子占据位置的比例为，被液相原子占据的位置比例则为。如果界面上有近50%的位置为固相原子所占据，即，这样的界面即为粗糙界面。如果界面上有近0%或100%的位置为晶体原子所占据，则这样的界面称为光滑界面
界面的平衡结构应当是界面能最低的结构
当在光滑界面上任意添加原子时其界面自由能的变化可以用下式表示：式中，为波尔茨曼常数，是熔点，是杰克逊因子
值作与的关系线2.19
当时处，界面能处于最小值，即相当于相界面上的一半位置为固相原子所占据，这样的界面即对应于粗糙界面；
当时靠近0处或1处，界面能最小，即相当于界而上的原了位置有极少量或极大量为固相原子所占据，这样的界面正是对应于光滑界面。
各种材料的杰克逊因子和界面性质：
，其固液界面为粗糙型界面，
许多有机化合物的，其固液界面为光滑型界面
少数材料如和氢化物晶体等的，处于中间状态，情况比较复杂，其固液界面呈混合型，且与界面的取向有关
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