关于培养晶体一些理论
晶体学中的晶体生长机理
晶体学中的晶体生长机理晶体生长是晶体学中的一个重要领域，研究晶体生长机理对于探索材料科学、地球科学、生物科学等方面都有着重要的意义。
晶体生长机理主要涉及晶体生长的基本原理、动力学规律、影响因素等方面，下面我们就一一进行深入探讨。
1.晶体生长的基本原理晶体是由无序的原子、分子或离子按一定的方式排列而成的，因此晶体生长就是把这些原子或分子有序地聚集到一起构建成晶体的过程。
不同的物种会在不同的条件下形成不同的结晶形态。
在晶体生长过程中，要满足一定的热力学和动力学条件，最终完成晶体形态的转化。
其中，热力学条件主要包括熔点、饱和溶解度、自由能等，而动力学条件则与晶体核形成、生长速率、晶面生长速率等因素有关。
2.晶体生长的动力学规律晶体生长的动力学规律可以根据各种动力学理论进行研究，如沉淀理论、界面扩散和溶液流体力学。
其中，沉淀理论是最基本的晶体生长理论，它认为晶体的生长是由过饱和度引起的，而沉淀物的形成则为晶体生长提供原料。
界面扩散指的是在固体和液体界面上，由于能量的差异，物质会发生扩散流动，从而促进晶体生长。
同时，溶液中也会存在着流体力学因素，如对流、振荡等，它们也会对晶体生长产生影响。
3.晶体生长的影响因素晶体生长过程中，影响晶体质量和形态的因素非常多。
其中，物理因素主要包括温度、溶液浓度、溶液pH值、气体压力等。
化学因素则与晶体的生长速率、晶体形态、晶体尺寸等方面有关。
此外，晶体生长还受到了生物、物理和地球环境等方面的影响。
在生物领域中，晶体生长被广泛应用于蛋白质晶体学领域，其中生物分子的晶体生长往往需要在理想的环境条件下进行。
而在地球科学领域中，晶体生长则被应用于岩石和矿物的研究中，通过分析矿物的生长环境，我们可以了解到地球历史的一些重要信息。
结论综上所述，晶体生长机理涉及了热力学、动力学、影响因素等许多方面。
了解晶体生长机理对于进一步发展晶体技术和探索材料科学等领域都有着重要的意义。
在未来的研究中，我们还需要结合材料科学、生物学、地球科学等领域中的问题，深入探讨晶体生长的规律和机制。
人工晶体生长理论与应用
人工晶体生长理论与应用人工晶体生长是一门制备高纯度单晶体的技术，应用于众多领域，包括电子、光电、能源和生物学等。
本文将深入探讨人工晶体生长的理论和应用。
一、人工晶体生长的理论人工晶体生长的基本原理是控制溶液中某种化合物的过饱和度，使其从溶液中结晶形成单晶体。
而过饱和度是指溶液中某种物质的浓度，超过了在该温度和压力下饱和溶解度时的浓度。
人工晶体生长的主要步骤包括溶解、凝胶化、核化、生长和收获等。
其中，溶解是指将化合物加入一个适当的溶剂中，使之溶解成无色、透明的溶液；凝胶化则是指在溶液中加入上述化合物，使之开始凝胶并逐渐形成晶核；核化是指晶核的形成与增长，是整个晶体生长的关键步骤；生长是指晶核继续生长，使之变成完整单晶；收获是指分离和处理已生长完成的单晶。
对于人工晶体生长来说，其理论依据是热力学和动力学原理。
在热力学上，由于化合物在不同温度下的饱和溶解度不同，因此通过控制温度可以控制过饱和度，从而影响晶体的生长速率和形态。
在动力学上，由于晶体生长受到多种因素的影响，如溶液的流动、温度场、浓度场和晶体表面热力学特性等，因此调整这些因素的配比可以影响晶体的形态和质量。
二、人工晶体生长的应用人工晶体生长技术已经成为很多领域内制备高纯度单晶体的重要方法。
下面将对其中几个领域的应用进行简要介绍。
1. 电子学领域在电子学领域，人工晶体生长被广泛运用于制备高纯度半导体材料，如硅和锗等。
这些材料被广泛用于半导体器件制造，如各种芯片和集成电路等。
此外，人工晶体生长技术还可以制备高精度光栅和自适应镜头等，用于光刻和激光微加工等。
2. 光电领域在光电领域，人工晶体生长技术被用于制备各种光学器件，如LED、激光器和像空间器等。
特别是在LED领域，人工晶体生长技术被广泛运用，可以制备高效率的芯片和高亮度的LED灯泡。
3. 能源领域在能源领域，人工晶体生长技术也发挥着重要作用。
例如，太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装备，其中的太阳能电池芯片就是通过人工晶体生长技术制备的。
晶体的生长机理
3、界面相与晶体生长 晶体生长的过程又是相与相之间的相互作用过程。尤其是环境相的变化对晶体生长影响很大。同样 , 界面相也必然对晶体生长有影响。晶粒或生长基元与晶粒之间的定位机制有4 种:完美结合、 完全结合但伴随有小角度的旋转、 部分结合和没有明显的结合。当两个晶体颗粒在溶液中相互碰撞时 ,两者在分离前能短暂地呆在一起。若在过饱和溶液中 ,结晶物质将沉淀在晶粒之间 ,并且将两者联结起来 ,晶体将生长。这时 ,若溶液的热驱动力较弱 ,或晶体快速生长 ,则晶体会形成聚合体;反之 ,相互碰撞的两个晶粒则被流体的剪切应力分离。 晶体在聚合时会有一定的阻力。因此 ,若溶液中有强离子作用 ,晶粒在快速地结合过程中就不能自由地选择最佳的方向;若晶粒在离子作用强度较低的溶液中结合 ,则其结合过程中会有一个短暂的时间来调整晶粒间的取向。在弱离子作用溶液中 , 双电层的作用是将两晶体分隔开 ,使只有那些具有合适取向的晶粒才能克服容器中的热驱动力而相互结合。界面相能将晶体结构、 晶体缺陷、 晶体形态、 晶体生长 4 者有机的结合 ,为研究晶体的生长提供了一条新的途径。同时也能较好地解释晶体生长界面动力学问题。
位错控制机理 当溶液的饱和比小于 2 时 ,表面成核速率极低 ,如果每个表面晶核只能形成一个分子层 ,则晶体生长的实际速率只能是零。事实上 ,很多实验表明 ,即使在 S = 1101 的低饱和比条件下 ,晶体都能很容易地进行生长 ,这不可能用表面成核机理来解释。1949 年 Frank[3 ]指出 ,在这种情况下晶体的生长是由于表面绕着一个螺旋位错进行的缠绕生长,螺旋生长的势能可能要比表面成核生长的势能大 ,但是 ,表面成核一旦达到层的边界就会失去活性 ,而螺旋位错生长却可生长出成百万的层。由于层错过程中 ,原子面位移距离不同 ,可产生不同类型的台阶(如图 1) 。台阶的高度小于面间距 ,被称为亚台阶;高度等于面间距的台阶则称为全台阶。这两类台阶都能成为晶体生长中永不消失的台阶源。
晶体生长的理论与实践
晶体生长的理论与实践晶体学是一个独立的学科，是关于晶体结构与晶体性质的研究。
晶体学涉及到的学科包括物理学、化学、生物学、地球物理学等。
晶体生长是晶体学的一个重要分支，它是指在固态状况下，晶体凝聚体的孪晶、成核、生长和形态等过程。
晶体生长理论和实践的研究对于晶体学和材料科学的发展起到了重要的推动作用。
晶体生长的理论晶体生长涉及到的物理化学过程非常复杂，需要借助大量的物理学、化学、数学等知识来支撑其理论研究。
现代晶体生长理论主要分为热力学理论、动力学理论、表面化学理论和传输理论。
热力学理论是晶体生长理论的基础，它描述了晶体形成的化学平衡和热力学平衡的过程。
在热力学理论中，研究的重点是晶体的固相物相变化、溶解度等热力学指标和热力学平衡条件。
动力学理论是指晶体在生长过程中受到的各种因素，例如温度、浓度、流速等的影响。
动力学理论的中心问题是固体晶体、液相晶体和气相晶体的相互作用、晶体生长的速率、填充度等。
表面化学理论是指在晶体的生长过程中，晶体表面上分子的相互作用，主要研究表面形貌以及晶体与环境中存在的物质交换的动力学过程。
表面化学理论是目前较为活跃的晶体生长理论领域之一。
传输理论是指晶体生长中从溶液、气体和固体中传输质量和能量的传输理论。
它的核心问题是描述在固态生长、溶液和气相材料中，物质和能量的传输过程，以及影响该传输的各种因素。
晶体生长的实践晶体生长理论的研究是一个基础性的工作，但真正推动材料科学的发展还需要对晶体生长的具体实践进行深入的研究。
晶体生长的实践涉及的领域非常广泛，主要包括单晶生长、微晶生长、大晶体生长等。
单晶生长是指利用化学反应、冷却结晶等方法，在高温、高压条件下，使物质在单一方向上快速生长并形成单晶的过程。
单晶常常被用于研究材料的磁电性质、光电特性、电学、热学和机械性质等。
目前单晶生长的主要方法包括坩埚法、溶剂法、氧化还原法等。
微晶生长是指获得亚毫米尺度的小晶体的过程，主要用于材料的研究和生产领域。
晶体生长理论及其应用
晶体生长理论及其应用晶体在日常生活中无处不在，从家具上的水晶饰品到微处理器芯片，晶体都起着至关重要的作用。
晶体的实际应用需要通过掌握晶体生长的基本原理，使其品质得以提高，从而提高其应用性能。
晶体生长的基本原理晶体生长是指从固态或液态中将单一或复杂的化合物、元素或合金排列成一定结构并并定向生长，最终形成具有良好晶体结构的物质。
晶体生长依赖于物质分子间的相互作用力。
这些力可以近似地描述为分子间键的力。
晶体稳定性可从它们表面和周围环境的化学反应率来推断。
在晶体生长中，物质粒子从溶液或气体的界面处被吸附并形成新的晶体表面。
此过程中，分子间距离增加，而多面体结构的晶体表面能量则随之降低。
这种过程是可逆的，即晶体表面吸附的物质可在适当的条件下溶解。
晶体生长应用生长高纯度晶体是许多技术领域的一个重要问题。
为了保障晶体品质的重复性和稳定性，需要控制在生长过程中的密度和速度。
因此，对晶体生长机理的研究，能够提高晶体的生长速率和结构表现，并能够建立晶体生长的多个参数之间的关系。
研究显示，普通的晶体生长方法在高产量和生长质量方面存在很大局限性。
因此，许多新的生长方法和技术正在被开发。
一些新兴的晶体生长方法如电化学、电泳沉淀和喷雾干燥等能够提高生长速率、提高纯度、减少缺陷。
另外，通过研究晶体生长机制，一些新型的功能晶体和超硬晶体也被制造出来。
例如，尽管很难生长，但氮化硼晶体具有优异的物理特性。
氮化硼晶体具有高硬度、高热稳定性和较高的折射率。
这些物性使其成为重要的工业原料，用于制造磨料、切割工具、防弹材料和光学透镜。
此外，一些晶体生长技术还被广泛应用于生物医学、电子学和能源领域，如肿瘤治疗、生物芯片和太阳电池等。
在生物医学方面，人类组织需要一种有效的培养技术，以便生长新的组织。
这就需要合适的支架来支撑新组织的生长。
晶体生长方法可生产出高品质的生物聚合物薄膜，在人类组织移植和细胞培养方面具有很大的潜力。
总之，晶体生长理论的研究和应用，为各个领域提供了很多发展机会。
2-2.2晶体生长理论部分全解
3．由固相直接转为固相
环境的变化可以引起矿物的成分在固态情况下产生改组， 使原矿物的颗粒变大或生成新的矿物。这种再结晶可有以下 几种情况： 1）同质多象转变 某种晶体在热力学条件改变时，转变为另一种在新条件 下稳定的晶体，它们在转变前后的成分相同，但晶体结构不 同。 2） 原矿物晶粒逐渐变大 如由细粒方解石组成的石灰石与岩浆接触时，受热结晶成 为由粗粒方解石晶体组成的大理岩。 3）固溶体分解 在一定温度下固熔体可以分解成为几种独立的矿物。 如由一定比例的闪锌矿和黄铜矿在高温时组成为均一相的固 熔体，而在低温时就分离为两种独立的矿物。
第一篇 矿物通论
适用专业：矿物加工工程
3）轴角 各晶轴之间有一定的夹角关系，结晶学中规定两个晶 轴正端的夹角称为轴角，分别用α、β、γ表示。
在三晶轴定向中
α=y∧z轴 β= z轴∧ x轴， γ= x轴∧ y轴
在四晶轴定向中
α = β= y轴∧ z轴= z轴∧ x轴= μ轴∧ z轴=90°
γ= x轴∧ y轴= y轴∧ μ轴= μ轴∧ x轴=120 °
工艺矿物学Ⅰ
第一篇 矿物通论
适用专业：矿物加工工程
层生长的特点
1．晶体常生长成面平、棱直的多面体形态。 2．在晶体生长过程中，环境会有变化，不同时刻生成的晶体 在物理性质和成分等方面可能有细微的变化，因而在晶体的 端面上常常可以看到带状构造，晶面是平行向外推移生长的。 3．由于晶面是平行向外推移生长的，所以同种矿物不同晶体 上对应晶面间的夹角不变。 4．晶体由小长大，许多晶面向外平行移动的轨迹形成以晶体 中心为顶点的锥状体，称为生长锥。
理想晶体的生长过程
在晶芽的基础上，落入质点根据引力大小落在相应位
置，长完一条行列再长相邻的行列，长满一层面网再长相 邻的面网，整个面网成层向外平移。 当晶体停止生长时，其最外层的面网就是实际晶面。 每两个相邻面网相交的公共行列就是实际晶棱。 整个晶体被晶面包围，形成占有一定空间的封闭几何多 面体形态，表现出晶体的 自限性。
晶体生长原理
晶体生长原理晶体生长是指晶体在适当条件下从溶液或气相中吸收物质并逐渐增大的过程。
晶体生长是固体物理学和化学中的一个重要研究领域，对于材料科学、地质学、生物学等领域都具有重要意义。
晶体生长的原理涉及到热力学、动力学、表面化学等多个方面的知识，在实际应用中也有着广泛的应用价值。
晶体生长的原理可以归纳为以下几个方面：1. 原子或分子的扩散。
晶体生长的第一步是溶液或气相中的原子或分子通过扩散运动到达晶体表面。
这一过程受到温度、浓度梯度、表面形貌等多种因素的影响。
原子或分子在溶液或气相中的扩散速率决定了晶体生长的速度和形貌。
2. 晶体表面的吸附和解吸。
当原子或分子到达晶体表面时，它们会发生吸附和解吸的过程。
吸附是指原子或分子附着在晶体表面，解吸则是指原子或分子从晶体表面脱离。
吸附和解吸的平衡状态决定了晶体表面的活性，进而影响晶体生长的速率和形貌。
3. 晶体生长的动力学过程。
晶体生长的动力学过程包括原子或分子在晶体表面的扩散、吸附、解吸等过程，以及晶体内部的结构调整和排列。
这一过程受到温度、浓度、界面能等因素的影响，对晶体生长的速率和形貌起着决定性作用。
4. 晶体生长的形貌控制。
晶体生长的形貌受到晶体生长条件和晶体本身特性的影响。
在实际应用中，通过调控溶液或气相中的成分、温度、pH值等条件，可以实现对晶体生长形貌的控制，获得特定形状和尺寸的晶体。
总的来说，晶体生长是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
在实际应用中，通过深入研究晶体生长的原理，可以实现对晶体生长过程的控制，获得具有特定形貌和性能的晶体材料，为材料科学和其他领域的发展提供重要支持。
同时，对晶体生长原理的深入理解也有助于揭示自然界中晶体的形成和演化规律，对地质学、生物学等领域的研究具有重要意义。
微电子材料—晶体生长基本理论与技术
天然盐湖卤水蒸发
珍珠岩
5
3. 由固相变为固相：
同质多相转变，某种晶体在热力学条件改变的时候， 转变为另一种在新条件下稳定的晶体；
原矿物晶粒逐渐变大，如由细粒方解石组成的石灰 岩与岩浆接触时，受热再结晶成为由粗粒方解石组 成的大理岩；
细粒方解石
大理岩
6
3. 由固相变为固相：
固溶体分解，一定温度下固溶体可以分离成为几 种独立矿物；
19
气相中的均匀成核
晶胚有两种发展趋势： 1）继续长大，形成稳定的晶核； 2）重新拆散，分开为单个分子。
20
液相中的均匀成核
晶体熔化后的液态结构是长程无序的； 在短程范围内却存在着不稳定的接近于有序
的原子集团； 它们此消彼长，出现结构起伏或叫相起伏。
21
液相中的均匀成核
当温度降到结晶温度时，这些原子集团就可 能成为均匀成核的“胚芽”，称为晶胚。
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晶核的形成
非均匀成核：若新相优先在旧相某些区域中 存在的异质处成核，即依附于液相中的杂质 或外来表面成核。
18
气相中的均匀成核
在气-固相体系中，气体分子不停的做无规则的 运动；
能量高的气子发生碰撞后再弹开，这种碰撞类似 于弹性碰撞；
某些能量低的分子，可能在碰撞后连接在一起， 形成几个分子(多为2个)组成的“小集团”，称为 “晶胚”。
22
经典成核理论
经典成核理论是基于热力学的分析，基本思 想是把成核视为过饱和蒸汽或溶质的凝聚；
设两个分子碰撞形成晶胚，从分子到晶胚的 变化看成一个体系。
23
经典成核理论
体系吉布斯自由能的改变包括：
1、气相转变为晶胚(固相)，体积减小，体积自由能 减少，设体积自由能改变为△GV。 2、晶胚的生成，会形成一个固-气界面，需要一定 的表面能，其改变为△GS。
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1 对于分子量比较大的物质（比如说普通配体），一般用极性相差较大的，比如三氯甲烷和乙醇；对于分子量较大的如杯芳烃，一般用极性相差较小的，比如三氯甲烷和甲苯2 选择的比例一般是惰性溶剂：良性溶剂＝2：1晶体是在物相转变的情况下形成的。
物相有三种，即气相、液相和固相。
只有晶体才是真正的固体。
由气相、液相转变成固相时形成晶体，固相之间也可以直接产生转变。
晶体生成的一般过程是先生成晶核，而后再逐渐长大。
一般认为晶体从液相或气相中的生长有三个阶段：①介质达到过饱和、过冷却阶段；②成核阶段；②生长阶段。
在某种介质体系中，过饱和、过冷却状态的出现，并不意味着整个体系的同时结晶。
体系内各处首先出现瞬时的微细结晶粒子。
这时由于温度或浓度的局部变化，外部撞击，或一些杂质粒子的影响，都会导致体系中出现局部过饱和度、过冷却度较高的区域，使结晶粒子的大小达到临界值以上。
这种形成结晶微粒子的作用称之为成核作用介质体系内的质点同时进入不稳定状态形成新相，称为均匀成核作用。
在体系内的某些局部小区首先形成新相的核，称为不均匀成核作用。
均匀成核是指在一个体系内，各处的成核几宰相等，这要克服相当大的表面能位垒，即需要相当大的过冷却度才能成核。
非均匀成核过程是由于体系中已经存在某种不均匀性，例如悬浮的杂质微粒，容器壁上凹凸不平等，它们都有效地降低了表面能成核时的位垒，优先在这些具有不均匀性的地点形成晶核。
因之在过冷却度很小时亦能局部地成核在单位时间内，单位体积中所形成的核的数目称成核速度。
它决定于物质的过饱和度或过冷却度。
过饱和度和过冷却度越高，成核速度越大。
成核速度还与介质的粘度有关，轮度大会阻碍物质的扩散，降低成核速度晶核形成后，将进一步成长。
下面介绍关于晶体生长的两种主要的理论。
一、层生长理论科塞尔(Kossel，1927)首先提出，后经斯特兰斯基(Stranski)加以发展的晶体的层生长理论亦称为科塞尔—斯特兰斯基理论。
它是论述在晶核的光滑表面上生长一层原子面时，质点在界面上进入晶格"座位"的最佳位臵是具有三面凹入角的位臵。
质点在此位臵上与晶核结合成键放出的能量最大。
因为每一个来自环境相的新质点在环境相与新相界面的晶格上就位时，最可能结合的位臵是能量上最有利的位臵，即结合成键时应该是成键数目最多，释放出能量最大的位臵。
质点在生长中的晶体表面上所可能有的各种生长位臵：k为曲折面，具有三面凹人角，是最有利的生长位臵；其次是S阶梯面，具有二面凹入角的位臵；最不利的生长位臵是A。
由此可以得出如下的结论即晶体在理想情况下生长时，先长一条行列，然后长相邻的行列。
在长满一层面网后，再开始长第二层面网。
晶面(最外的面网)是平行向外推移而生长的。
这就是晶体的层生长理论，用它可以解释如下的一些生长现象。
1)晶体常生长成为面平、棱直的多面体形态。
2)在晶体生长的过程中，环境可能有所变化，不同时刻生成的晶体在物性(如颜色)和成分等方面可能有细微的变化，因而在晶体的断面上常常可以看到带状构造(图I-2-2)。
它表明晶面是平行向外推移生长的。
3)由于晶面是向外平行推移生长的，所以同种矿物不同晶体上对应晶面间的夹角不变。
4)晶体由小长大，许多晶面向外平行移动的轨迹形成以晶体中心为顶点的锥状体称为生长锥或砂钟状构造。
在薄片中常常能看到。
然而晶体生长的实际情况要比简单层生长理论复杂得多。
往往一次沉淀在一个晶面上的物质层的厚度可达几万或几十万个分子层。
同时亦不一定是一层一层地顺序堆积，而是一层尚未长完，又有一个新层开始生长。
这样继续生长下去的结果，使晶体表面不平坦，成为阶梯状称为晶面阶梯。
科塞尔理论虽然有其正确的方面，但实际晶体生长过程并非完全按照二维层生长的机制进行的。
因为当晶体的一层面网生长完成之后，再在其上开始生长第二层面网时有很大的困难，其原因是已长好的面网对溶液中质点的引力较小，不易克服质点的热振动使质点就位。
因此，在过饱和度或过冷却度较低的情况下，晶的生长就需要用其它的生长机制加以解释。
在晶体生长过程中，不同晶面的相对生长速度如何，在晶体上哪些晶面发育，下面介绍有关这方面的几种主要理论。
一、布拉维法则早在1855年，法国结晶学家布拉维(A．Bravis)从晶体具有空间格子构造的几何概念出发，论述了实际晶面与空间格子构造中面网之间的关系，即实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网，这就是布拉维法则。
布拉维的这一结论系根据晶体上不同晶面的相对生长速度与网面上结点的密度成反比的推论引导而出的。
所谓晶面生长速度是指单位时间内晶面在其垂直方向上增长的厚度。
如图I一2—9所示，晶面AB的网面上结点的密度最大，网面间距也最大，网面对外来质点的引力小，生长速度慢，晶面横向扩展，最终保留在晶体上；CD晶面次之；BC晶面的网面上结点密度最小，网面间距也就小，网面对外来质点引力大，生长速度最快，横向逐渐缩小以致晶面最终消失；因此，实际晶体上的晶面常是网面上结点密度较大的面。
总体看来，布拉维法则阐明了晶面发育的基本规律。
但由于当时晶体中质点的具体排列尚属未知，布拉维所依据的仅是由抽象的结点所组成的空间格子，而非真实的晶体结构。
因此，在某些情况下可能会与实际情况产生一些偏离。
1937年美国结晶学家唐内—哈克(Donnay －Harker)进一步考虑了晶体构造中周期性平移(体现为空间格子)以外的其他对称要素(如螺旋轴、滑移面)对某些方向面网上结点密度的影响，从而扩大了布拉维法则的适用范围。
布拉维法则的另一不足之处是，只考虑了晶体的本身，而忽略了生长晶体的介质条件。
由液相变为固相由气相变为固相由固相再结晶为固相晶体是在物相转变的情况下形成的。
物相有三种，即气相、液相和固相。
只有晶体才是真正的固体。
由气相、液相转变成固相时形成晶体，固相之间也可以直接产生转变。
由液相变为固相(1)从熔体中结晶当温度低于熔点时，晶体开始析出，也就是说，只有当熔体过冷却时晶体才能发生。
如水在温度低于零摄氏度时结晶成冰；金属熔体冷却到熔点以下结晶成金属晶体。
(2)从溶液中结晶当溶液达到过饱和时，才能析出晶体。
其方式有：1)温度降低，如岩浆期后的热液越远离岩浆源则温度将渐次降低，各种矿物晶体陆续析出；2)水分蒸发，如天然盐湖卤水蒸发，3)通过化学反应，生成难溶物质。
决定晶体生长的形态，内因是基本的，而生成时所处的外界环境对晶体形态的影响也很大。
同一种晶体在不同的条件生长时，晶体形态是可能有所差别的。
现就影响晶体生长的几种主要的外部因素分述如下。
涡流温度杂质粘度结晶速度影响晶体生长的外部因素还有很多，如晶体析出的先后次序也影响晶体形态，先析出者有较多自由空间，晶形完整，成自形晶；较后生长的则形成半自形晶或他形晶。
同一种矿物的天然晶体于不同的地质条件下形成时，在形态上、物理性质上部可能显示不同的特征，这些特征标志着晶体的生长环境，称为标型特征。
1．晶体的溶解把晶体臵于不饱和溶液中晶体就开始镕解。
由于角顶和棱与溶剂接触的机会多，所以这些地方溶解得快些，因而晶体可溶成近似球状。
如明矾的八面体溶解后成近于球形的八面体晶面溶解时，将首先在一些薄弱地方溶解出小凹坑，称为蚀像。
经在镜下观察，这些蚀象是由各种次生小晶面组成。
图I一2—15表示方解石与白云石(b)晶体上的蚀像。
不同网面密度的晶面溶解时，网面密度大的晶面先溶解，因为网面密度大的晶面团面间距大，容易破坏。
2．晶体的再生破坏了的和溶解了的晶体处于合适的环境又可恢复多面体形态，称为晶体的再生，如班岩中石英颗粒的再生溶解和再生不是简单的相反的现象。
晶体溶解时，溶解速度是随方向逐渐变化的，因而晶体溶解可形成近于球形；晶体再生时，生长速度随方向的改变而突变，因之晶体又可以恢复成几何多面体形态。
晶体在自然界的生长往往不是直线型进行的，溶解和再生在自然界常交替出现，使晶体表面呈复杂的形态。
如在晶体上生成一些窄小的晶面，或者在晶面上生成一些特殊的突起和花纹。
人工合成晶体对天然矿物晶体生长的研究有助于了解矿物、岩石、地质体的形成及发展历史，并为矿物资源的开发和利用提供一些有益的启发性资料。
人工合成品体则不仅可以模拟和解释天然矿物的形成条件，更重要的是能够提供现代科学校术所急需的晶体材料。
近年来人工合成晶体实验技术迅速发展，成功地合成了大量重要的晶体材料，如激光材料、半导体材料、磁性材料、人造宝石以及其它多种现代科技所要求的具有特种功能的晶体材料。
当前人工合成晶体已成为工业主要文柱的材料科学的一个重要组成部分。
人工合成晶体的主要途径是从溶液中培养和在高温高压下通过同质多像的转变来制备(如用石墨制备金刚石)等。
具体方法很多，下面简要介绍几种最常用的方法。
(1)水热法这是一种在高温高压下从过饱和热水溶液中培养晶体的方法。
用这种方法可以合成水晶、刚玉(红宝石、蓝宝石)、绿柱石(祖母绿、海蓝宝石)、石榴子石及其它多种硅酸盐和钨酸盐等上百种晶体。
晶体的培养是在高压釜内进行的。
高压釜由耐高温高压和耐酸碱的特种钢材制成。
上部为结晶区，悬挂有籽晶；下部为溶解区，放臵培养晶体的原料，釜内填装溶剂介质。
由于结晶区与溶解区之间有温度差(如培养水晶，结晶区为330-350℃，溶解区为360-380℃)而产生对流，将高温的饱和溶液带至低温的结晶区形成过饱和析出溶质使籽晶生长。
温度降低并已析出了部分溶质的溶液又流向下部，溶解培养料，如此循环往复，使籽晶得以连续不断地长大。
(2)提拉法这是一种直接从熔体中拉出单晶的方法。
熔体臵柑塌中，籽晶固定于可以旋转和升降的提拉杆上。
降低提拉杆，将籽晶插入熔体，调节温度使籽晶生长。
提升提拉杆，使晶体一面生长，一面被慢慢地拉出来。
这是从熔体中生长晶体常用的方法。
用此法可以拉出多种晶体，如单晶硅、白钨矿、钇铝榴石和均匀透明的红宝石等。
(3)焰熔法这是一种用氢氧火焰熔化粉料并使之结晶的方法。
小锤1敲打装有粉料的料筒2，粉料受振动经筛网3而落下，氧经入口4进入将粉料下送，5是氢的入口，氢和氧在喷口6处混合燃烧，粉料经火焰的高温而熔化并落于结晶杆7上，控制杆端的温度，使落于杆端的熔层逐渐结晶。
为使晶体生长有一定长度，可使结晶杆逐渐下移。
用这种方法成功地合成了如红宝石、蓝宝石、尖晶石、金红石、钛酸锶、钇铝榴石等多种晶体。