Механизм роста трехмерными зародышами

Как показал Я. И. Френкель, уже в насыщенном паре в значительном количестве присутствуют комплексы, содержащие более 1000 молекул. При возрастании пересыщения растет уровень флуктуации в растворе, увеличивается его микрогетерогенность. Сильно пересыщенный раствор по строению приближается к коллоидному. Поэтому при больших пересыщениях рост кристалла может идти не только за счет двумерного зарождения на грани, но и путем присоединения уже имеющихся в среде трехмерных агрегатов частиц— «дозародышей» («субмикронных» частиц, «ассоциатов»). С увеличением пересыщения роль этого механизма должна увеличиваться. Вблизи лабильной области описываемый механизм может стать господствующим. Так, X. Пайбст и И. Ноак [Peibst H., Noack J., 1962] показали, что скорость образования зародышей К1 и скорость роста кристаллов КС1 из водных растворов при высоких пересыщениях подчиняются одному закону. Отсюда они сде­лали вывод, что рост кристаллов КС1 идет за счет присоединения ассоциатов. Соображения в пользу возможности роста кристаллов трехмерными агрегатами высказывались Д. Баларевым [1964], Л. Н. Матусевичем [1968] и др. Однако доказательства существования такого механизма упираются в те же трудности, что и в случае двумерного зародышеобразования. По кривой зависимости скорости роста от пересыщения делать выводы о механизме роста невозможно даже в случае чистых растворов. Существование температурных аномалий скоростей роста (§ 1.2) приводит к тому, что при явно дислокационном механизме роста в разных температурных интервалах можно получить зависимости, отвечающие каким угодно теориям роста. Еще больше дело осложняют примеси, всегда в том или ином количестве присутствующие в растворе.

Внешним признаком обсуждаемого механизма роста считают блочность получающихся кристаллов [Баларев Д., 1964]. Из-за неидеальной гладкости грани и наличия прочно адсорбированных частиц ориентация прилипших дозародышей не всегда строго параллельна основанию. Энергия активации для их переориентации сравнительно велика ввиду их большой массы, а выросший по этому механизму кристалл должен быть плохо образованным — мозаичным, блочным. Причем с увеличением пересыщения количе­ство дозародышей должно возрастать по экспоненциальному за­кону. Действительно, чем выше пересыщение, тем обычно резче выражена блочность кристаллов. Однако показано [Пунин Ю. О. и др., 1973; Ульянова Т. П. и др., 1973], что при росте из растворов блочные кристаллы образуются за счет иных механизмов (§ 1.8) при явно дислокационном способе роста. Поэтому способ роста кристаллов из растворов трехмерными агрегатами — пока только гипотеза.