颗粒介导的成核路径印记于硫酸钙单晶的内部结构
材料科学
2019-07-05 v3
摘要
硫酸钙矿物以三种晶相存在：石膏 (CaSO4.2H2O)、半水石膏 (CaSO4.0.5H2O) 和无水石膏 (CaSO4)。由于其在自然和工业过程中的重要性，这些硫酸钙相从水溶液中的形成路径一直是深入研究的课题。越来越多的文献表明，硫酸钙本质上通过非经典的纳米颗粒或团簇介导的结晶过程形成。在沉淀早期，硫酸钙晶体通过团聚体的重组与合并生长，而非通过经典的单元添加。在此，我们利用低剂量暗场 (DF) 透射电子显微镜 (TEM) 与电子衍射表明，这些重构过程绝不会一直持续到获得近乎完美的均一单晶。相反，该生长过程产生最终的、整体形态类似单晶却不完美的中尺度晶体，其由更小的纳米域组成。因此，我们的数据表明，由颗粒介导路径生长的无机中尺度晶体可能在最终晶体结构中保留非经典生长过程的“记忆”或“印记”，这一点迄今在很大程度上被忽视。此外，晶体内部结构亚单元的纳米尺度失配可能跨尺度传播，并有可能在宏观上表现为大单晶中的错列带/域，例如墨西哥奇瓦瓦州奈卡矿某些巨型晶体中所观察到的那样。
引用
@article{arxiv.1812.03022,
title = {Particle-mediated nucleation pathways are imprinted in the internal structure of calcium sulfate single crystals},
author = {Tomasz M. Stawski and Helen M. Freeman and Alexander E. S. Van Driessche and Jörn Hövelmann and Rogier Besselink and Richard Wirth and Liane G. Benning},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.03022},
year = {2019}
}
备注
30 pages, 5 main figures, 1 supporting figure