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MS软件gulp模块中文翻译39-晶体形态

晶体的形态是它所采用的宏观形状。因为几乎所有材料都可以很容易地观察到这一点,无论是在电子显微镜下,还是在许多天然矿物的情况下,通过肉眼目视检查,它都应该提供一种现成的方法来测试模拟模型的有效性。当然,实际情况更为复杂,因为形态对杂质的存在、用作生长介质的溶剂的性质以及与样品制备有关的许多其他因素都很敏感。因此,对于相同的化合物,在某些材料中可以观察到许多不同的形态。一个经典的例子是方解石(CaCO3),其中既有几种不同的块状材料多晶型物,也有几百种不同的已知形态。其中许多变异是由不同物种的生物矿化作用引起的。

尽管如此,对于许多纯无机材料来说,使用原子技术进行形态预测是令人惊讶的成功。

晶体形态可以基于表面能或附着能来计算,通常将其分别用于表示在热力学和动力学控制条件下的生长。为了做到这一点,首先需要确定所有重要面的目标数量。考虑到偶极面通常是不稳定的,大多数材料可能的解理面数量实际上比最初根据Miller指数中的理论排列所设想的要小得多。此外,在体存在空间群对称的情况下,许多表面平面是等效的,从而减少了唯一面的数量。最后,只有那些具有最大晶面间距的面才有可能出现在形态中。实际形态生成为三维Wulff图。这里,所有平面与多面体中心的表面法线距离的比率是根据表面或附着能量确定的。

多面体的最终形状由解理平面的交点决定。

不稳定的表面位于多面体外部,并且从不相交。

在平衡形态方法中,给定平面对总表面积的贡献与其表面能成反比。对于生长形态方法,表面积的贡献再次成反比,但现在与附着能量的负值成反比。这是因为具有高度放热附着能的表面将迅速从形态中生长出来,留下缓慢生长的边界面。


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