晶体生长的途径

晶体生长的途径

晶体是在物相的转变过程中形成的。如果将物质按气相、液相和固相划分，则从相转变的角度看，晶体的形成途径也便有3种。

1.由气相转变为晶体

当某些气体处于过饱和蒸气压或过冷却温度条件时，可直接转变为晶体。从火山口喷发出来的含硫气体通过凝华作用形成自然硫晶体；空气中的水蒸气在冬季玻璃窗上凝结成冰花，都是由气相转变为晶体的例子。自然界中此类例子并不多见。

2.由液相转变为晶体

液相有熔体和溶液两种基本类型。当温度下降到低于熔体的熔点（即过冷却）或当溶液达到过饱和时，可结晶形成晶体。例如，高温熔融态的岩浆，随着温度的降低，可依次结晶出橄榄石、辉石等矿物晶体。盐湖中的溶液因蒸发作用而达到过饱和可结晶出石盐、硼砂等矿物晶体。工业上的各种铸锭和化学药品的制作都是液相转变为晶体的实例。这是自然界和工业上最常见的一种晶体形成方式。

3.由固相转变为晶体

固相物质有晶态和非晶态两种。对于非晶态的固体，由于其内部质点不具有规则排列的特点，相对于晶体来说其内能较大而处于不稳定状态，因此非晶态的固体可以自发地向内能更小、更稳定的晶体转化。自然界的火山玻璃经过漫长地质年代的演化可以形成细小的长石或石英雏晶是最典型的由固相转变为晶体的实例。

除了非晶态的固体可以转变为晶体以外，一些早期形成的晶体，当其所处的物理化学条件改变到一定程度时，原晶体赖以稳定的条件消失，其内部质点就要重新进行排列而形成新的结构，从而使原来的晶体转变成了另外一种晶体。由一种晶体转变为另外一种晶体的方式，主要有以下几种情况。

同质多象转变 某种晶体在热力学条件改变时转变为另外一种在新条件下稳定的晶体，新晶体与原晶体成分相同，但结构不同，这就是同质多象转变。例如，在一个大气压573℃以上，SiO2可形成高温β-石英；而在573℃以下，高温β-石英可转变为结构不同的低温a-石英。

固溶体分解 固溶体是两种或两种以上的物质在一定的温度条件下形成的类似于溶液的一种均一相的结晶相固体。当温度下降时，固溶体内部物质之间的相容性下降，从而使它们各自结晶形成独立的晶体，这就是固溶体的分离现象。例如，闪锌矿（ZnS）和黄铜矿（CuFeS2）在高温条件下，可按一定比例形成均一相的固溶体，而在低温时就分离成为闪锌矿（ZnS）和黄铜矿（CuFeS2）两种矿物晶体。

再结晶作用 再结晶作用是指在温度和压力的影响下，通过质点在固态条件下的扩散，由细粒晶体转变成粗粒晶体的作用。在这一作用过程中，没有新晶体的形成，只是原来晶体的颗粒由小变大。例如，由细粒方解石组成的石灰岩在与岩浆岩接触时，受到热力烘烤作用，细粒方解石结晶成粗粒方解石晶体，石灰岩变质为大理岩。