晶体生长基元与晶体结晶习性.pdfVIP

维普资讯 结 构 化 学 (JIEGOUHUAXUE) l995．10 ChineseJ．Struct．Chem． 晶体生长基元与晶体结晶习性 仲维卓 华素坤 (=)7} 护 【中国科学院上簿硅酸盐研究所 ，上海 201800) 唐鼎元 赵庆兰 (中国科学皖福建物质结构研究所，福州 3500021 1995年 5月 25日收到 ； ]995年 7月 3日接受 A本文从结晶化学角度出发 ． 结 合 晶体 生长 实际研 究 了A。A 。。和 AB。。型晶 体 中AO A 面体的结 晶方位和晶体结 晶开彳貌之 间的关 系，通过 BBO、LBO 高温溶液 结构 的测定和对水 热条件 下 SiO 和 BTO溶液 结构的分析 ，运 用 负离子配位 多面体 生长基元 的理论模 型解释 7晶体 的生长形态 关键词 鳖垦 监，负离子里堡垒耍生-．邑堡皇量薹 在当今的晶体生长理沦中，研究得 比较多的是原子 分子水平上的生长界面结构和晶体 生长母相中原子或分子在界面的叠合 。在这个基点上提出了表面粗糙化模型，台阶运动模型 ， 运动波模型和界面稳定模型 。这是从微观和亚微观角度来研究晶体生长机理。从宏观形貌 学人手研究晶体生长机理应 Hatman和 Perdok的P．B．C理论为代表 。它可定性 的解释一 些生长现象，但在晶体生长实际中也遇到了不少难以解释的问题 “迄今为止对晶体的宏观结 晶形貌特征与 晶体生长 中微观 的基元过程之间的关系 尚未得到充分的认识 ，因为对生长界 中 原子一分子级生长基元的观察与测定有 定困难 ，而生长基元往晶体各族晶面上叠合的特定 规律，尚未引起人们的足够重视 因此，对晶体的结晶习性和生长机理，长期未得到统一的认 识 。笔者从结 晶化学角度研究了晶体 中负离子配位多面体 的结 晶方位与结晶形貌之间的关系 ， 提出负离子配位多面体顶角指向的晶面生长速率快，经常易消失，配位多面体的面所对 向的晶 面生长速率慢 ，顽强显露 。配位多面体棱所对 向的晶面生长速率居于两者 中间，根据负离子配 位多面体的结 晶方位与 晶体结晶形貌之间的关系 ，提 出晶体生长基元为负离子配位多面体的 理论模型n l AO：、A：0 和 ABO 型晶体 中A 0 八面体结晶方位与晶体形貌 1．1 AO 型 晶体 (1)同质异构晶体 ：由TiO 构成 的晶体有金红石、锐钛矿和板钛矿 ，这三种晶体成分相同， 晶体中的负离子配位多体均为Ti—O ，由于八面体在晶体中的结晶方位不同所形成的结晶形 貌也不相同．见图(1) * 车工作为国家攀琏计划资助项 目 维普资讯 结 构 化 学 (JIEGOUttUAXUE)Chinese，．Strvxt．Chem v (b) (c) 圉 1 盒红石 锐钛矿、板铁矿晶体 中 一 八面体结晶方位与晶体结晶形貌 a金红石 b锐钛矿 c板铁矿 (2)异质 同构 晶体 ：锡石和金红石晶体 ，其成分不 同，但 sn一0 八面体在 晶体 中的结晶方 ． - ＼ ＼ ， 公融 、v 位与金红石Ti—o 八面体的结晶方位完全相同。两者的晶体结晶形貌相似见图(2ab)，所形成 的双晶