樹枝晶

樹枝晶

樹枝晶(dendritic crystal)是指一種能將其分枝成長過程中的某一階段保留下來的樹枝狀晶體。其中有的是由於在其分枝成長過成中母液枯竭而直接殘留下來的,有的是雖已無枝狀形貌,但經過適當的溶液侵蝕而間接顯現的。

介紹


形成原因

當dT/dx < 0(負的溫度梯度)時,界面的熱量可以從固、液兩相消散,界面移動不只受到固相傳熱速率控制。如果某處偶然伸入液相,則進入了ΔT更大的區域,可以更大的速率生長,伸入液相中形成一個晶軸。
由於晶軸結晶時向兩側液相中放出潛熱,使液相中垂直於晶軸的方向又產生負向溫度梯度,這樣晶軸上又會出現二次晶軸。同理二次晶軸上又會長出三次晶軸,如圖。這種生長方式稱為樹枝狀生長。
樹枝晶
樹枝晶
物質以樹枝方式生長時,最後凝固的金屬將樹枝空隙填滿,使每個枝晶成長為一個晶粒。

晶體特性

樹枝狀生長在粗糙界面的物質中最明顯,在光滑界面物質中往往不甚明顯。
樹枝晶的基本結構單元也是摺疊鏈片晶,但與球晶不同的是,球晶是在所有半徑方向以相同的速度發展,樹枝晶則是在特定方向上優先發展,樹枝晶中晶片具有規則的外形。