如前所述，在固液界面前沿存在一狭小组分过冷区时，光滑平界面会变得不稳定，由于某些偶然因素的干扰而产生的凸缘，会逐渐长大而形成胞状界面。如果界面前沿的组分过冷区很大或者熔体中本身就是负的温度梯度分布，则光滑平界面因干扰而产生的凸缘会自由地快速地向熔体中生长。由于在凸缘的尖端处结晶潜热更容易释散，因此使得凸缘在纵向（平行于尖端生长方向）上较在横向（垂直于尖端生长方向）上有更高的生长速率，结果使凸缘很快生长成一细长的晶体，称之为主干。当然，主干与周围过冷熔体之间的界面也是不稳定的，同样也会出现凸缘，而这些凸缘也会向熔体中快速生长，形成主干上的分支，而分支上又会出现新的分支。这样，最终形成的晶体形态很像一枝树枝，故称枝晶，其示意图如图3-16所示。
图3-16 枝晶示意图
实践表明，固溶体晶体的生长形态与组分过冷有密切的关系，随着组分过冷的增大，固溶体晶体由平面状向胞状、枝晶状的形态发展，在各组织之间还有过渡形态，即介于平面状与胞状之间的平面胞状晶及介于胞状与枝晶之间的胞状枝晶。对于溶质浓度一定的体系，有人通过实验得到了在不同温度梯度G的条件下晶体生长的形态，如图3-17所示。可见，随着组分过冷区的增大，胞状界面变得不稳定，最后会形成枝晶构造。
在溶液生长或气相生长中，过饱和度过大，会破坏界面的稳定性，同样也会出现枝晶生长，雪花就是气相生长中形成枝晶的一个明显的例子。在过饱和的固溶体中，若出现脱溶沉淀，也将会出现枝晶。
枝晶是一种复杂的三维结构，如能用选择性深腐蚀的方法将枝晶突出（此时周围部分被腐蚀掉一层），然后用扫描电子显微镜观察，就可以清楚地显示出枝晶的构造，图3-18是一个观察实例。(www.xing528.com)
实验观察到，在晶体生长过程中枝晶分支的方向皆是晶轴的方向，并且有很高的重复性。这表明，关于枝晶生长的一个完整的描述，必须考虑到晶体的各向异性。枝晶形成的机制仍在进一步研究之中。
总之，晶体的形态问题，是一个十分复杂而又尚未彻底解决的问题。晶体形态学是晶体生长领域中的重要问题，弗兰克曾经说过：“如果我们不去关心生长过程中的形态学，我们就无法理解晶体生长动力学；反之，如果我们完全理解了晶体形态学，实际上也就理解了生长动力学。”自从界面稳定性理论提出以后，人们就可以系统地从稳定性理论去研究晶体的形态。近十几年来，界面稳定性理论一直是晶体生长领域中一个十分活跃的分支。
图3-17 液相中温度梯度G对固溶体晶体形态的影响
图3-18 Cu-Co合金铸件的扫描电子显微镜照片
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