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文档简介

§3.2.4 晶体的平衡宏观形貌、界面能级图与界面的分类晶体的平衡形貌刚玉品种刚玉的结晶习性与其形成条件有密切的关系红宝石晶体大理岩中的红宝石常呈板状或板柱状晶体。其它母岩中形成的可发育成柱状晶体，腰鼓状晶体等蓝宝石的晶体蓝宝石通常由各种不同的角度的六方双锥组合而成，有时腰棱处还发育有六方柱，当这种六方双锥和六方柱的组合体终止于一对平行双面时，常称为桶状晶形。刚玉的裂理表面特征：柱面上常有较粗的横纹。在菱面体上可具有三角生长标志，解理不发育，但因聚片双晶可发育有平行底面{0001}和平行菱面体面{1011}裂理。刚玉的各种颜色品种各种红色色调的红宝石橙色蓝宝石硅单晶方棒导电类型P型（Conductivity:PType(BoronDoped)），掺杂剂B；

电阻率（Resistivity）：0.5Ω～3Ω,3Ω～6Ω

氧含量（OxygenConcentration）≤1.0×1018at/cm3

碳含量（CarbonConcentration）≤5.0×1016at/cm3C

少子寿命（MinorityCarrierLifetime）＞5us德国造世界最纯的硅单晶水晶晶体黄水晶紫水晶石英晶体素描图硅单晶体{111}晶面上的刃型(a)和螺型(b)位错蚀坑1000×硅单晶体{111}晶面上显示的小角度晶界(a)和位错塞积群(b)

面心立方晶格的低指数面

晶体形状与表面能(-图

)

-图的绘制:从一原点出发引矢径，其长度正比于该晶面的表面能大小，方向平行于该晶面法线，连接诸矢径端点而围成的曲面。

面心立方晶体的-图及其平衡形状（a）（110）截面（b）三维平衡形状乌耳夫法则：诸和原点至晶面的距离hi之比为常数：

●

润湿与粘附

润湿是固液界面的重要行为。

机械润滑、注水采油、油漆涂布、金属焊接、搪瓷坯釉、陶瓷/金属的封接等工艺和理论都与润湿过程有关。

润湿的热力学定义：固体与液体接触后能使体系的吉布斯自由能降低，称为润湿。

润湿形式：

附着润湿

铺展润湿

浸渍润湿

附着润湿

概念：液体和固体接触，变液/气和固/气为固/液界面。

设三种界面的面积均为单位值，比表面吉布斯自由能分别为、、，则过程吉布斯自由能变化：

逆过程：

相当于外界所做的功W：

W称为附着功或粘附功。

此值越大固液界面结合越牢，

即附着润湿越强。

附着功示意图

铺展润湿

概念：液滴落在清洁平滑固体表面的过程。

忽略液体重力和粘度影响，则铺展是由固/气(SV)、固/液(SL)和液/气(LV)三个界面张力所决定：

式中θ是润湿角；

F称润湿张力。

θ>90°不润湿；

θ<90°润湿；

θ=0°完全润湿。

（自由铺展）

润湿的先决条件是>。

三种铺展润湿

浸渍润湿

概念：固体浸入液体中的过程，固/气界面代替固/液界面。

相应自由能变化：

若>

，则θ<90°，浸渍润湿过程自发进行。

若<

，则θ>90°，固体浸于液体必须做功。

总结：

●

三种润湿的共同点是液体将气体从固体表面排开，使原有

的固/气(或液/气)界面消失，以固/

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