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樹枝晶

樹枝晶(dendritic crystal)是指一種能將其分枝成長過程中的某一階段保留下來的樹枝狀晶體。其中有的是由於在其分枝成長過程中母液枯竭而直接殘留下來的，有的是雖已無枝狀形貌，但經過適當的溶液侵蝕而間接顯現的^[1] 。

樹枝晶簡介

樹枝晶(dendritic crystal)是指一種能將其分枝成長過程中的某一階段保留下來的樹枝狀晶體。其中有的是由於在其分枝成長過成中母液枯竭而直接殘留下來的，有的是雖已無枝狀形貌，但經過適當的溶液侵蝕而間接顯現的^[1] 。

（1）胞狀樹枝晶；

（2）自由樹枝晶^[2] 。

當dT/dx < 0（負的温度梯度）時，界面的熱量可以從固、液兩相消散，界面移動不只受到固相傳熱速率控制。如果某處偶然伸入液相，則進入了ΔT更大的區域，可以更大的速率生長，伸入液相中形成一個晶軸。

由於晶軸結晶時向兩側液相中放出潛熱，使液相中垂直於晶軸的方向又產生負向温度梯度，這樣晶軸上又會出現二次晶軸。同理二次晶軸上又會長出三次晶軸，如圖1。這種生長方式稱為樹枝狀生長^[2] 。

圖1樹枝狀生長

物質以樹枝方式生長時，最後凝固的金屬將樹枝空隙填滿，使每個枝晶成長為一個晶粒。

許多晶體，特別是金屬晶體大多經歷過分枝成長過程，其條件是：

（1）結晶周緣的母液具有適當的組分過冷或負的温度梯度；

（2）晶體相對於其成長界面具有合適的取向^[2] 。

樹枝晶成長過程大多是先形成主枝（一次枝），而後在其上分出二次枝，二次枝上再分出三次枝……如此不斷，直至各級枝相互銜接合縫而終結。若在過程中。母液供應中斷.即可直接獲得不同形態的樹枝晶。

在金屬和合金鑄件中，經常會發現樹枝晶，其大小和粗細——枝間距往往對鑄件性能有相當大的影響。非金屬鑄件在條件合適時，也會出現樹枝晶，但樹枝狀界面大多為較規則的稜面^[2] 。

樹枝狀生長在粗糙界面的物質中最明顯，在光滑界面物質中往往不甚明顯。

樹枝晶的基本結構單元也是摺疊鏈片晶，但與球晶不同的是，球晶是在所有半徑方向以相同的速度發展，樹枝晶則是在特定方向上優先發展，樹枝晶中晶片具有規則的外形^[1] 。

參考資料

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