Når en krystal i ubegrænset rum, hvordan opstår vækst?

I ubegrænset plads vokser en krystal ved tilsætning af materiale til dens overflade, en proces kendt som krystalvækst eller krystallisation. Materiale kan føjes til en krystal fra en række forskellige kilder, herunder:

- Damp :Krystaller kan vokse fra dampfasen, når materialets damptryk overstiger krystallens ligevægtsdamptryk. Dette kan forekomme, når et materiale opvarmes til en tilstrækkelig høj temperatur, eller når et opløsningsmiddel fordamper fra en opløsning, der indeholder materialet.

- Væske :Krystaller kan også vokse fra en flydende fase, når koncentrationen af ​​materialet i væsken overstiger ligevægtskoncentrationen af ​​materialet i krystallen. Dette kan forekomme, når et materiale opløses i et opløsningsmiddel, og derefter fordampes opløsningsmidlet langsomt, eller når et materiale smeltes og derefter langsomt afkøles.

- Solid :Krystaller kan endda vokse fra en fast fase, selvom dette er en meget langsommere proces end vækst fra damp- eller væskefasen. Dette kan forekomme, når et materiale udsættes for højt tryk, eller når det udsættes for stråling.

I alle disse tilfælde skal materialet, der tilsættes til krystallen, være i en form, der kan inkorporeres i krystallens gitter. Hvis en krystal for eksempel vokser fra en dampfase, skal dampen være sammensat af molekyler eller atomer, der kan passe ind i krystallens gitter. Hvis en krystal vokser fra en flydende fase, skal væsken indeholde ioner eller molekyler, der kan passe ind i krystallens gitter.

Når materialet er tilføjet til krystallens overflade, skal det så arrangeres i den korrekte gitterstruktur. Dette gøres ved selvsamlingsprocessen, hvor de materielle atomer eller molekyler spontant arrangerer sig selv i den laveste energikonfiguration. Denne proces kan understøttes af tilstedeværelsen af ​​defekter i krystallens gitter, som kan give kernedannelsessteder for væksten af ​​nyt materiale.

Den hastighed, hvormed en krystal vokser, afhænger af en række faktorer, herunder temperaturen, trykket og koncentrationen af ​​materialet i det omgivende miljø. Væksthastigheden kan også påvirkes af tilstedeværelsen af ​​urenheder og andre defekter i krystallens gitter.