Дендрит (кристалл) - Dendrite (crystal)

Дендриты марганца на слое известняка из Зольнхофена , Германия. Масштаб в мм.
Моделирование затвердевания дендритов в переохлажденной чистой жидкости с использованием модели фазового поля, разработанной Кобаяши.

Кристаллический дендрит - это кристалл, который имеет типичную древовидную форму с множеством ветвей . Рост дендритных кристаллов очень распространен и иллюстрируется образованием снежинок и инея на окне. Дендритная кристаллизация образует естественный фрактальный узор. Дендритные кристаллы могут расти в переохлажденную чистую жидкость или образовываться из-за нестабильности роста, которая возникает, когда скорость роста ограничивается скоростью диффузии растворенных атомов к границе раздела. В последнем случае должен существовать градиент концентрации от пересыщенного значения в растворе до концентрации, находящейся в равновесии с кристаллом на поверхности. Любая выпуклость, которая развивается, сопровождается более крутыми градиентами концентрации на ее вершине. Это увеличивает скорость диффузии к наконечнику. Этому противодействует действие поверхностного натяжения, стремящееся сгладить выступ и создавая поток растворенных атомов из выступа в стороны. Однако в целом выпуклость усиливается. Этот процесс повторяется снова и снова, пока не образуется дендрит.

Термин «дендрит» происходит от греческого слова dendron (δενδρον) , что означает «дерево».

Минералогия и палеонтология

Образование ледяных дендритов на снежинке
Пример дендрита на пиролюзите.

В палеонтологии дендритные минеральные кристаллические формы часто принимают за ископаемые . Эти псевдокаменелости образуются в виде естественных трещин в породе, заполненных просачивающимися минеральными растворами. Они образуются, когда вода, богатая марганцем и железом, течет по трещинам и плоскостям напластования между слоями известняка и других типов горных пород, откладывая дендритные кристаллы по мере прохождения раствора. Вовлечены различные оксиды и гидроксиды марганца, в том числе:

Трехмерная форма дендрита развивается в трещинах в кварце , образуя моховой агат .

Кристаллография и металлургия

Основная статья: Дендрит (металл)
Ветвящиеся дендриты соли (хлорида натрия) на поверхности векового яйца .
Дендритная кристаллизация после плавления внутри запаянных ампул из металлического рубидия и металлического цезия .

В химии , A дендрит представляет собой кристалл , который разветвляется на две части в процессе роста.

НАСА эксперимент по микрогравитации

Анимированный GIF образования дендритов - НАСА

Изотермический эксперимент по росту дендритов (IDGE) - это материаловедческий эксперимент по затвердеванию, который исследователи используют в миссиях космических челноков для изучения роста дендритов в среде, где можно исключить влияние гравитации (конвекция в жидкости). Дендритное затвердевание - одна из наиболее распространенных форм затвердевания металлов и сплавов. Когда материалы кристаллизуются или затвердевают при определенных условиях, они нестабильно замерзают, что приводит к образованию дендритных форм. Ученых особенно интересуют размер, форма дендритов и то, как ветви дендритов взаимодействуют друг с другом. Эти характеристики во многом определяют свойства материала.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки