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Kristallwachstum

 
     
  Vorgang, der zum einen in geologischen Prozessen auftreten kann und zum anderen zur künstlichen Herstellung von Kristallen als moderne Werkstoffe Anwendung findet. In einer übersättigten Phase bilden sich Keime der neuen Phase. Ist diese Phase kristalliner Natur, so können diese Keime zu Kristallindividuen auswachsen. Wird von vornherein ein Keimkristall verwendet, findet das Wachstum an diesem statt, solange sich das System im Ostwald-Miers-Bereich befindet. Es ist ein komplexer Vorgang, der sowohl vom Zustand der wachsenden Kristallfläche als auch vom Zustand der molekularen Bausteine in der Nährphase und den Umgebungsbedingungen abhängt. Ziel von Wachstumstheorien ist es, den Verlauf der Kristallisationsrate in Abhängigkeit von der Potentialdifferenz des chemischen Potentials, d.h. der Übersättigung bzw. Unterkühlung der Nährphase, zu beschreiben. Eine atomar aufgerauhte Oberfläche als Wachstumsfront bietet dem Wachstum stets genügend Einbauplätze an. Dann ist die Wachstumsrate direkt proportional der Potentialdifferenz und wird als kontinuierliches oder Normalwachstum bezeichnet. Ist die Oberfläche atomar glatt, dann sind wenig Einbauplätze vorhanden. Die Anlagerung erfolgt in Stufen auf der Oberfläche, die bevorzugt auswachsen. Man spricht von lateralem bzw. Schichtwachstum. Dieser anisotrope Vorgang führt zur Ausbildung ebener Kristallflächen und resultiert in einer kleineren Wachstumsrate als beim kontinuierlichen Wachstum. Für die Stabilität der Wachstumsfront spielt der Stofftransport durch die davor liegende Schicht eine wesentliche Rolle. Bei zu kleinen Temperaturgradienten können durch konstitutionelle Unterkühlung Wachstumsinstabilitäten oder Neukeimbildung auftreten.  
 

 

 

 
 
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