晶核的种类

晶核的种类

晶核　　晶核
　　拼音:jinghe
　　英文名称：crystal nucleus
　　1、晶体的生长中心。聚合物结晶的晶核尺寸在高分子链方向为7.5~30纳米，在侧向为0.4~2纳米。晶核可分为两类：一类是由聚合物因热涨落形成的结晶中心，称均相成核^[1]；另一类是由于某种高熔点异相体的存在使客体的表面形成结晶中心，称异相成核。聚合物的结晶速度受成核速率的控制，外加的成核剂可有效地控制聚合物的结晶速度，借以达到改善材料性能的目的。聚合物的成核剂大多是无机或有机化合物，或是熔点较高的聚合物。
　　均相成核的理论解释是基于经典热力学的分析。其基本思想是把成核视为过饱和蒸气或溶质的凝聚。这个体系吉布斯函数的改变(ΔG)包括半径为r 的晶核形成时的体系吉布斯函数的改变 (ΔGr)和表面能的增加(ΔGs)两个部分，设晶核近似为球形，则：
　　式中ΔFr表示晶核单位体积的吉布斯函数变量；σ表示晶核单位面积的表面能。晶核在形成时，一定要超过临界半径值rc。再继续长大时，其体系吉布斯函数就会降低，晶核才能稳定生长。这个经典的成核理论虽然经常为人们所引用，但由于它把宏现的热力学量用于极微小的晶核，故只是一种近似的处理。
　　非均相成核的理论是在均相成核经典理论的基础上发展起来的。它能定性地说明在什么条件下外来粒子可以使晶核优先在这里形成，解释了一些结晶现象。
　　2、过饱和溶液中存在的溶质的集合体。如在某一尺寸以下则消灭，以上则生长。达到这一临界尺寸的集合体称为晶核。晶体半径r与晶体所有的自由能之间的关系。如r<re，则随着r的变小，自由能减小而趋于稳定；如r>re，则随着r的变大，自由能也减小而趋于稳定。此re称为临界半径。re为过饱和度的函数，过饱和度越大，re越小，越容易产生晶核。