聚丙烯酸钠(4)

体生长的原因是溶液过饱和，而结晶的原动力是溶液的过饱和度。过饱和的溶液处于亚稳定状态，有形成晶体使体系的总吉布斯自由能降低的趋势。当最初形成的晶核的半径超过临界晶核半径时，体系总自由能随着晶体半径的增加而下降，晶体就自发长大，溶液中最初形成的晶核数是溶液过饱和度的函数，与是否加入晶种或阻垢剂无关。结晶学对晶体生长的机理建立了许多模型，如螺旋生长机理和二维成核机理等。二维成核机理是在固液界面上首先形成一个二维临界晶核，然后构晶单元沿此晶核周围单面生长，形成新的结晶层，一种有代表性的晶体生长层面存在有平台阶、位错台阶、节点等。

二维成核机理能够解释过饱和度(约26％一50％)较大条件下的晶体生长过程。但是在溶液过饱和度(不到l％)很低时，晶体往往就不能生长，于是就有人提出螺旋生长机理。它是指晶体围绕着一个螺旋位错露头点旋转生长，此生长过程不随晶体层面的增加而消失。构晶单元首先从溶液中经体扩散达到晶体生长表面，然后脱去部分吸咐水整合进吸附层，再经扩散到达固液界面和台阶或节点位置，整个晶体生长由速率较小的步骤控制。不管是二维成核机理还是螺旋生长机理，都指明晶体的生长是在某些特定位置进行的，如扭折位置的节点或螺旋位错露头点，这些位置称为活性生长点，活性生长点很大程度上决定了碳酸钙晶体的生长，当这些活性生长点被阻垢剂分子占据后，晶体就很难继续生长了。磷酸钙垢的生长与碳酸钙垢不同。虽然成垢机理大同小异，但磷酸钙的溶度积较碳酸钙小得多，磷酸钙小晶粒很容易从溶液中析出，析出的小晶粒在静电力的作用下聚集长大。

所以，即使阻垢剂分子占据了磷酸钙活性生长点，吸附了阻垢剂的磷酸钙小晶粒仍能从溶液中析出，并相互碰撞长大，而不象碳酸钙晶体那样，活性生长点被占据以后垢的生长速率便大大延迟了。

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