聚乙烯单晶弧形边的成因

聚乙烯在不良溶剂中高温结晶时 ,往往在 { 2 0 0 }面形成弧形边 .因为不良溶剂的影响 ,此时形成的临界核长度较短 .这种薄的片晶在高温条件下是热力学不稳定的 ,在缓慢的单晶生长过程中不可避免地伴随着退火的过程 .在片晶生长的前沿仍然保持着临界核厚度的同时 ,它的中心部分已经由于退火作用而增厚 .这就使得所得单晶从中心到边缘具有一定的厚度梯度 (即中间厚 ,边缘薄 ) .另一方面 ,晶胞参数与片晶的厚度有关 :在较厚的片晶中晶胞较小 ,而在较薄的片晶中晶胞较大 .因此 ,在前述具有厚度梯度的片晶中 ,从中心到边缘晶胞尺寸逐渐增大 .这种变化在晶格中产生了一种应力 ,必然引起晶格的应变 .如果主要生长面{ 110 }的边变成同一套具有巨大半径的同心圆的圆弧 ,晶格的排列就可适应上述晶胞尺寸的变化 .由于同心圆的半径很大 ,而单晶中 { 110 }面的边只是圆弧的很小一部分 ,故仍然接近直线 .与此同时 ,生长较慢的 { 2 0 0 }面的边却随之变为椭圆的一部分 ,具有明显的曲率 .