迈向雪晶生长动力学的综合模型：1. 总体特征与物理起源
材料科学
2012-11-26 v1
摘要
我们描述了一个关于大气冰晶（也称为雪晶）从水蒸气中形成及其形态发展的综合模型。我们的模型部分源自对本征冰生长速率随温度和过饱和度变化的实证测量，以及对扩散驱动的生长不稳定性的额外观察和分析。我们发现，与表面熔化相关的温度依赖性构象变化强烈影响层成核动力学，进而决定了许多雪晶特征。我们模型的一个关键特征是结构依赖性附着动力学所起的重要作用，它产生了一种生长不稳定性，这在很大程度上导致了薄板状和中空柱状形式的形成。将这些要素结合在一起，我们能够解释大气冰晶在广泛条件下的整体生长行为。尽管我们的模型复杂且尚不完整，但我们相信它为引导进一步研究雪晶生长背后的物理机制提供了一个有用的框架。额外的针对性实验研究应能更好地表征该模型或提出修改建议，我们计划在本系列的未来出版物中开展这些研究。我们的模型还建议使用分子动力学模拟继续探索冰表面结构和动力学的新途径。
引用
@article{arxiv.1211.5555,
title = {Toward a Comprehensive Model of Snow Crystal Growth Dynamics: 1. Overarching Features and Physical Origins},
author = {Kenneth G. Libbrecht},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.5555},
year = {2012}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1209.4932