Какими параметрами характеризуется термодинамическая неустойчивость фазы, в которой возникают и растут кристаллы?

Какими параметрами характеризуется термодинамическая неустойивость фазы, в
которой возникают и растут кристаллы?
 Отклонение от термодинамического равновесия при росте кристаллов, выраженное
в форме разности химических потенциалов, называют движущей силой кристаллизации, а
как результат отклонения системы от термодинамического равновесия обычно
воспринимается масса выросшего за определенное время кристалла. Однако только на
основе термодинамических представлений нельзя функционально связать разность
химических потенциалов и массовую скорость роста кристалла. Такая задача решается в
рамках кинетических теорий роста кристаллов. Получается, что понятие «степень
отклонения от равновесия», выраженное вполне точно и строго в рамках классической
равновесной термодинамики к росту кристаллов как к кинетическому процессу, может
быть применимо со многими оговорками. На практике специально подбираются условия,
обеспечивающие технологически значимую скорость роста кристалла при определенной
степени отклонения от равновесия, для обозначения которой принято пользоваться
другими термодинамическими переменными — пересыщением Эи или переохлаждением
ЭТ. При этом бывают случаи, когда некоторые грани кристалла в заведомо неравновесных
условиях практически не растут. Для описания такого феномена часто оперируют
понятием «мертвая зона» или «метастабильная область».
Таким образом, создается определенный парадокс: степень отклонения от
термодинамического равновесия принимает не нулевое значение, а неравновесный
процесс движения системы к равновесию не развивается. Поэтому в сознании многих
исследователей понятие «степень отклонения от равновесия» носит устойчивый
качественный оттенок.
2. Назовите экспериментальные признаки гетерогенного и гомогенного зарождения
кристаллов.
Процесс кристаллизации состоит из двух стадий: образование центров
кристаллизации (зародышей) и рост кристаллов вокруг этих центров.
Первый процесс может идти двумя путями: гомогенным и гетерогенным.
Гомогенное зарождение кристаллов связано с флуктуационным образованием зародышей
в случайных участках объема чистого расплава металлов.
В реальных расплавах такое зародышеобразование происходит крайне редко, так
как в них встречаются нерастворимые частицы (оксиды, нитриды и др.), являющиеся
центрами зародышеобразования. Кристаллизация с гомогенным образованием зародышей
носит название гомогенной кристаллизации.
Нерастворимые частицы расплава или стенки литейной формы являются готовыми
центрами зародышеобразования. Зарождение кристаллов на готовых центрах или
подложках называют гетерогенным, а кристаллизацию с неоднородным
зародышеобразованием технически чистых металлов – гетерогенной. Гетерогенное
образование зародышей на готовой подложке энергетически выгодно, т.к. поверхностная
свободная энергия Fпов системы уменьшается, потому что имеется исходная граница
между подложкой и зарождающимся кристаллом, т.е. нет необходимости формировать
новую поверхность. Следовательно, зарождение на готовой поверхности характеризуется
меньшим приростом межфазной поверхностной энергии и, соответственно,
характеризуется меньшей работой образования критического зародыша. Поэтому в
реальных металлических расплавах главную роль играет гетерогенное зарождение
кристаллов.
3. Какие факторы влияют на скорость зарождения и форму выпавших кристаллов?

На облик кристалла оказывают существенное влияние тепловые конвекционные
потоки, обусловленные выделением или поглощением тепла, сопровождающим
кристаллизацию. Ослабить воздействие потоков можно непрерывным перемешиванием
раствора, например вращением самого кристалла в растворе, чем достигается равномерное
поступление питательного материала ко всем граням растущего кристалла. Такой способ
называется динамическим методом выращивания кристаллов.
Правило Кюри - любой развивающийся объект (в частности, растущий кристалл)
сохраняет лишь те свои элементы симметрии, которые оказываются общими как для него,
так и для среды (питающего раствора), в которой он развивается.