Эволюция конечных форм роста кристаллов в зависимости от вхождения среды в их состав

Abstract

Рассматриваются изменения конечных форм роста кристаллов в зависимости от возрастания степени их несовершенства, определяемой вхождением внешней среды в их состав.

Однородные монокристаллы имеют тенденцию вырастать в простой и даже предельно простой форме, ограниченной минимальным количеством гладких граней характерных для кристаллов данного вещества. Постепенное понижение однородности часто сопровождается усложнением формы кристаллов.

Это явление обнаруженное у ряда монокристалля иллюстрируется более детально на примере кристаллов сахарозы и сегнетовой соли.

На больших монокристаллах не удаётся обнаружить крайние стадии развития этого процесса. Они прослежены на морфологической эволюции малых кристалликов дьда, в процессе роста в толще снега, проходящих муть от пбломков снеЗинок через малые полиqeдрические кристаллики и более крупным гексагональным призмам, затем к призмам, усложённым дипирамидальными гранями, к появлению на них каверн, к полускелетному и, наконец, скелетному росту с частично незамкнутыми включениями. Дальше следует стадии «дряхления» скелетных кристаллков. Они покрываются наростами и, наконец, разваливаются на бесформенные пластинки.

Явление объяснено на освлюционному процессу т. к. рассматривает переход кристалла к симметрии, в которой остались только общие с порождающей средой элементы симметрии, как происходящий скачком. Возникшая трудность преододолена введением понятия приближённой симметрии. Учитывая дефекты, можно считать кристалл только приближающимся к его идеальной симметрии в большей или меньшей степени.

Питающая среда вокруг одиногного кристаллика льда вполне асимметрична и должен быть асимметричен и возникающий кристаллик. Могфологическая эволющция растущих кристаллов демонстирует постепенный переход от наиболее симметричного кристалла к вполне асимметричному под воздействием неупорядоченной среды.

Summary

This paper examines various changes in crystal end forms with respect to increasing asymmetry caused by environmental inclusions.

Homogeneous crystals usually tend to develop into simple and, even, maximally simple forms limited by a minimum number of plane facets characteristic of the crystals of a given substance. Gradual decrease in homogeneity is often accompanied by increasingly complex crystal forms.

This factor, discovered in several monocrystals, is still more obviously illustrated with saccharose and Rochelle salt crystals.

Large monocrystals do not show the extreme stages of this process. However, such stages have been detected in the morphological evolution of small ice crystals in deep snow layers. Snow-flake fragments first turn into small rounded crystals, and then grow into large hexagonal prisms, which subsequently become more complex due to dipyramidal facets. Gradually, caverns appear in the crystals, which first grow semi-skeletal and, finally, skeletal with partially unclosed inclusions. This is followed by stages of “decrepitude”: the skeletal crystals become covered with accretions and, finally, deteriorate into formless plates.

The above phenomena have thus far been explained on the basis of Curie’s principle of symmetry superposition. Yet, generally, this principle is inapplicable to evolutionary processes, since it assesses as uneven the transition of the crystal to a symmetry, wherein only elements common to those of the symmetry-engendering medium have remained. In this work, we have ostensibly overcome the resultant difficulty by introducing the notion “approximate symmetry”. Thus, accounting for defects, one may say that the crystal only to a certain degree approaches the ideal symmetry of its crystallographic class.

Since the nutrient medium around an individual ice crystal is quite asymmetric, the resultant crystal should essentially be asymmetric, too. The morphologic evolution of growing crystals shows a gradual transition from highest symmetry to full asymmetry, and this occurs due to the gradual penetration of an unregulated medium into the crystal.