金属在冷凝面上的冷凝过程的分类-材料实验显微镜
金属蒸气的冷凝
由蒸发表面蒸发出来的金属原子或分子在空间迁移，当这些
分子或原子迁移到冷凝表面时，就会冷凝成为液体或固体。当冷凝
表面的温度足够低时，形成固体。
当蒸气原子或分子接近于冷凝表面的若干原子直径范围时，
就进入冷凝表面的表面力场。如果入射原子或分子到达冷凝表面
后在法线方向上仍有相当大的动能，则在冷凝表面作短暂停留(约
10～12S)后就被反射。如果人射原子或分子
金属在冷凝面上的冷凝过程大致可分为三类
(1)核生长型
这种类型形成过程的特点是：到达冷凝面上的原子首先凝聚
成核，后续飞来的原子不断集聚在核的附近使核在三维方向不断
成长，较终形成结晶。大部分结晶的形成过程都属于这种类型。
电子显微镜的观察和理论分析的结果表明，核生长型的结晶
其生长过程可以分成如下四个阶段。
①成核阶段
碰撞到冷凝面的原子，其中一部分与冷凝面原子交换的能量
很少，仍具有很大的能量，所以能返回气相。而另一部分则被吸附
在冷凝表面上，这种吸附主要是物理吸附，原子将在表面上停留
一定的时间。由于原子本身还具有一定的能量，同时还可以从冷凝
面上得到热能，因此原子可能在表面进行迁移或扩散。在这一过程
中，原子有可能再蒸发，也可能与冷凝面发生化学作用形成化学
吸附，还可能遇到其他的蒸发原子而形成原子对或原子团，发生
后两种情况时，原子再蒸发与迁移的可能性极小，从而逐渐成为
稳定的凝聚核。
②小岛阶段。当凝聚晶核达到一定浓度以后，继续蒸发就不再
形成新的晶核。新蒸发来的吸附原子通过表面迁移将集聚在已有
的晶核上，使晶核生长并形成小岛，这些岛通常是三维结构，并
多数已具有该种物质的晶体结构，即已形成微晶粒。
③网络阶段。随着小岛的生长，相邻的小岛会相互接触并彼此
结合，结合的过程有点类似两个小液滴结合成一个大液滴的情况。
这是因小岛在结合时释放出一定能量，这些能量足以使接触的微
晶状小岛瞬间熔化，在结合以后，由于温度下降新生成的岛重新
结晶。在尺寸和结晶取向不同的两岛相结合时，得到的微晶的结晶
取向与原来较大的小岛相同。随着小岛的不断结合，将形成一些具
有沟道的网络状结晶薄膜。
④连续结晶薄膜。继续蒸发时，吸附原子将充填这些空沟道，
此时也有可能在空沟道中生成新的小岛，由小岛生长来填充空沟
道，较后形成连续薄膜。
