Определение кинетики, вида и механизма роста кристаллов висмутсодержащих растворов в зависимости от концентрации, страница 9

В случае винтовой дислокации атомные плоскости образуют систему, напоминающую винтовую лестницу. Количество дислокаций в кристаллах может быть очень большим, достигая 10⁸ – 10⁹ см^-3. Кристаллов без дислокаций не существует. Постоянное наличие открытой ступеньки винтовой дислокации создаёт благоприятные условия для роста кристаллов.

В ходе проведения исследований контролировали скорость роста кристаллов, соответствующие данные приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Расчет скорости роста кристалла нитрата Bi(NO₃)₃- La(NO₃)₃ с концентрацией раствора 1 г/мл

Время, с	Размер кристалла на экране, мм		Размер кристалла, мкм		Скорость роста, мкм/c
	продольное направление	поперечное направление	продольное направление	поперечное направление	продольное направление	поперечное направление
245	0	0	0	0	-	-
255	20	5	83,33333	20,83333	8,3333333	2,083333
265	22	6	91,66667	25	9,1666667	2,5
280	22	6	91,66667	25	6,1111111	1,666667
295	25	6	104,1667	25	6,9444444	1,666667
310	28	7	116,6667	29,16667	7,7777778	1,944444
325	29	8	120,8333	33,33333	8,0555556	2,222222
340	31	8	129,1667	33,33333	8,6111111	2,222222
360	32	9	133,3333	37,5	6,6666667	1,875
380	34	9	141,6667	37,5	7,0833333	1,875
400	35	10	145,8333	41,66667	7,2916667	2,083333
420	36	11	150	45,83333	7,5	2,291667
440	36	12	150	50	7,5	2,5
460	37	13	154,1667	54,16667	7,7083333	2,708333
480	40	13	166,6667	54,16667	8,3333333	2,708333
510	40	15	166,6667	62,5	5,5555556	2,083333

1-  продольное направление; 2 – поперечное направление

Рисунок 3.5 – Изменение размера кристалла нитрата Bi(NO₃)₃ – La(NO₃)₃ с концентрацией раствора 1 г/мл с течением времени

Из рисунка 3.5 видно, что размер кристалла с течением времени в продольном направлении изменяется от 80 до 160 мкм, в поперечном – от 20 до 60 мкм. Изменение скорости роста кристаллов приведено на рисунке 3.6.

1 – продольное направление; 2 – поперечное направление

Рисунок 3.6 – Изменение скорости роста кристалла нитрата Bi(NO₃)₃–La(NO₃)₃ с концентрацией раствора 1 г/мл с течением времени

Из рисунка 3.6 видно, что скорость роста кристаллов в продольном направлении понижается от 9 до 5 мкм/с, в поперечном изменяется от 0,3 до 2 мкм/с. Из приведенных зависимостей можно заключить, что изменение размеров и скорости роста формирующегося кристалла происходит по ступеням. В течение 280 с образуется первая плоскость кристалла, далее зарождается следующая, ее рост протекает в течение 60 с и т.д. Весь процесс занимает 510 с.

Процесс затвердевания капли нитрата Bi(NO₃)₃–La(NO₃)₃  концентрацией раствора 0,9г/мл показан на рисунке 3.7.

Из рисунка 3.8 видно, что при концентрации 0,9 г/мл формирование кристалла происходит также по винтовой дислокации.

 

Рисунок 3.8– Кристаллы нитрата Bi(NO₃)₃ – La(NO₃)₃  , полученного совместным растворением оксидов, с концентрацией раствора 0,9г/мл

Таблица 2 – Расчёт скорости роста кристалла нитрата Bi(NO₃)₃ – La(NO₃) с концентрацией раствора 0,9 г/мл

Время, с	Размер на экране, мм		Размер, мкм		Скорость роста, мкм
	Продольное направление	Поперечное направление	Продольное направление	Поперечное направление	Продольное направление	Поперечное направление
1080	0	0	0	0	-	-
1110	1	1	4,166667	4,166667	0,138889	0,138889
1140	3	1	12,5	4,166667	0,416667	0,138889
1170	5	2	20,83333	8,333333	0,694444	0,277778
1200	6	2	25	8,333333	0,833333	0,277778
1230	7	2	29,16667	8,333333	0,972222	0,277778
1260	8	2	33,33333	8,333333	1,111111	0,277778
1290	12	2	50	8,333333	1,666667	0,277778
1320	14	3	58,33333	12,5	1,944444	0,416667
1350	18	3	75	12,5	2,5	0,416667
1380	22	5	91,66667	20,83333	3,055556	0,694444
1410	23	5	95,83333	20,83333	3,194444	0,694444
1440	26	6	108,3333	25	3,611111	0,833333
1470	30	8	125	33,33333	4,166667	1,111111
1500	34	8	141,6667	33,33333	4,722222	1,111111
1530	36	9	150	37,5	5	1,25
1560	38	10	158,3333	41,66667	5,277778	1,388889
1590	40	10	166,6667	41,66667	5,555556	1,388889
1620	44	11	183,3333	45,83333	6,111111	1,527778
1650	45	12	187,5	50	6,25	1,666667
1680	47	12	195,8333	50	6,527778	1,666667
1710	47	13	195,8333	54,16667	6,527778	1,805556
1740	47	13	195,8333	54,16667	6,527778	1,805556