金屬蒸氣的冷凝

  由蒸發(fā)表面蒸發(fā)出來的金屬原子或分子在空間遷移，當這些
分子或原子遷移到冷凝表面時，就會冷凝成為液體或固體。當冷凝
表面的溫度足夠低時，形成固體。

  當蒸氣原子或分子接近于冷凝表面的若干原子直徑范圍時，
就進入冷凝表面的表面力場。如果入射原子或分子到達冷凝表面
后在法線方向上仍有相當大的動能，則在冷凝表面作短暫停留(約
10～12S)后就被反射。如果人射原子或分子
金屬在冷凝面上的冷凝過程大致可分為三類

  (1)核生長型
  這種類型形成過程的特點是：到達冷凝面上的原子首先凝聚
成核，后續(xù)飛來的原子不斷集聚在核的附近使核在三維方向不斷
成長，最終形成結(jié)晶。大部分結(jié)晶的形成過程都屬于這種類型。
  電子顯微鏡的觀察和理論分析的結(jié)果表明，核生長型的結(jié)晶
其生長過程可以分成如下四個階段。
  ①成核階段
  碰撞到冷凝面的原子，其中一部分與冷凝面原子交換的能量
很少，仍具有很大的能量，所以能返回氣相。而另一部分則被吸附
在冷凝表面上，這種吸附主要是物理吸附，原子將在表面上停留
一定的時間。由于原子本身還具有一定的能量，同時還可以從冷凝
面上得到熱能，因此原子可能在表面進行遷移或擴散。在這一過程
中，原子有可能再蒸發(fā)，也可能與冷凝面發(fā)生化學作用形成化學
吸附，還可能遇到其他的蒸發(fā)原子而形成原子對或原子團，發(fā)生
后兩種情況時，原子再蒸發(fā)與遷移的可能性極小，從而逐漸成為
穩(wěn)定的凝聚核。
  ②小島階段。當凝聚晶核達到一定濃度以后，繼續(xù)蒸發(fā)就不再
形成新的晶核。新蒸發(fā)來的吸附原子通過表面遷移將集聚在已有
的晶核上，使晶核生長并形成小島，這些島通常是三維結(jié)構(gòu)，并
多數(shù)已具有該種物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，即已形成微晶粒。
  ③網(wǎng)絡(luò)階段。隨著小島的生長，相鄰的小島會相互接觸并彼此
結(jié)合，結(jié)合的過程有點類似兩個小液滴結(jié)合成一個大液滴的情況。
這是因小島在結(jié)合時釋放出一定能量，這些能量足以使接觸的微
晶狀小島瞬間熔化，在結(jié)合以后，由于溫度下降新生成的島重新
結(jié)晶。在尺寸和結(jié)晶取向不同的兩島相結(jié)合時，得到的微晶的結(jié)晶
取向與原來較大的小島相同。隨著小島的不斷結(jié)合，將形成一些具
有溝道的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)晶薄膜。
  ④連續(xù)結(jié)晶薄膜。繼續(xù)蒸發(fā)時，吸附原子將充填這些空溝道，
此時也有可能在空溝道中生成新的小島，由小島生長來填充空溝
道，最后形成連續(xù)薄膜。

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