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{200}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{200}面的边却随之变为椭圆的一部分,具有明显的曲率.