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    顯然，只有當(dāng)不銹鋼管晶體密堆積面上不能通過新原子層的表面成核或界面的幾何形狀來供應(yīng)新的臺(tái)階時(shí)，我們才需要利用螺型位錯(cuò)的機(jī)制來解釋不銹鋼管晶體的成長(zhǎng)問題。新原子層自發(fā)成核的條件，是重迭到晶體表面的原子要有足夠的密度，以便它們能夠聚集起來以構(gòu)成達(dá)到臨界尺寸的二維核心．因此，此條件依賴于核心臨界尺寸的大小、原子到達(dá)晶體表面的時(shí)率和在表面停留的平均時(shí)間．由于原子從熔體到達(dá)晶體表面的時(shí)率比之從蒸氣或溶液中到達(dá)晶體表面的時(shí)率要大得多，這樣，晶體從熔體中的成長(zhǎng)就不一定會(huì)遇到象從蒸氣或溶液中成長(zhǎng)晶體那樣的困難。不過，從熔體中成長(zhǎng)晶體是否需要晶體缺陷，這還是不銹鋼管廠尚未解決的問題。

弗蘭克認(rèn)為，在熔點(diǎn)時(shí)，不銹鋼厚壁管晶體和熔體接觸的界面已無所謂密堆積面的存在。因此，原子將能夠在界面上的任何地方同晶體結(jié)合．同時(shí)，界面上的任何原子也可以同等自由地離開。這樣，也就不需要供原子緊密連結(jié)的“臺(tái)階”存在．在這種情況下，完善晶體和非完善晶體的成長(zhǎng)都是一樣的．但是，卡耳末斯等在研究純鉛(99.996%)單晶和雙晶成長(zhǎng)過程中固一液界面的微觀結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在界面同{111}或{001}晶面差不多重合的情況下，不銹鋼厚壁管晶體的界面上都有“臺(tái)階狀”的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)；而在取向和上述兩類晶面相差較遠(yuǎn)的界面上，則未能從光學(xué)顯微鏡中看出這樣的結(jié)構(gòu)．這一實(shí)驗(yàn)說明，晶體所賴以成長(zhǎng)的界面仍然保持著某些晶體學(xué)特征，因此弗蘭克的概念是值得懷疑的．

界面微觀結(jié)構(gòu)的形式只和界面與{111}或{001}晶面之間的夾角有關(guān)．當(dāng)此夾角大于一定的臨界值(大約15-200)以后，“臺(tái)階狀”的結(jié)構(gòu)便會(huì)消失；當(dāng)界面與{n1}或{001}更接近時(shí)，臺(tái)階便變得比較大；而當(dāng)完全吻合時(shí)，臺(tái)階變成寬廣的平臺(tái)．已經(jīng)證明，每個(gè)臺(tái)階是由一些密堆積面{111）或{001}構(gòu)成的，對(duì)于不同的取向，臺(tái)階的寬度在0.001至0.01毫米之間，而高度則常常小于0.001毫米�？ǘ�末斯等所考慮的形成可見臺(tái)階的機(jī)制是這樣的：如果平臺(tái)由{111}或{001}晶面構(gòu)成，那么，當(dāng)它們之一和界面之間有一小角度差時(shí)，界面上將會(huì)出現(xiàn)單原子層高度的臺(tái)階，此角度差愈大，這些臺(tái)階也愈密[比較圖10.1中的(b)和(c)，假如在開始的時(shí)候原子層臺(tái)階象圖10.22(a)所表示的那樣不均勻地分布著，那么這些矮的臺(tái)階是看不見的。晶體成長(zhǎng)的步驟，是大口徑不銹鋼管原子逐個(gè)地凍結(jié)在臺(tái)階的側(cè)面，使臺(tái)階從右向左移動(dòng)．要是晶體的成長(zhǎng)純粹是各臺(tái)階以同等速度移動(dòng)的結(jié)果，那么這些臺(tái)階將保持原來的樣子，我們?nèi)匀徊荒芸匆�，但是，移�?dòng)速度和通過界面的熱傳導(dǎo)以及凝固時(shí)所釋放的潛能的量有關(guān)，潛能的釋放將使附近的臺(tái)階受熱而移動(dòng)變慢，甚至停止，因此，比較靠近的臺(tái)階B和c將相互遏制而移動(dòng)較慢，而臺(tái)階A和D則可以往前推進(jìn)。這樣，便使AB間距離增加，CD間距離縮短，結(jié)果，B，C，D三個(gè)臺(tái)階靠攏，原子層臺(tái)階就是通過這樣的成長(zhǎng)方式聚集起來，使高度增加，形成可見的臺(tái)階．

    當(dāng)然，不銹鋼厚壁管新的原子層也可以在平臺(tái)上，例如圖10.22(a)中的AB或CD通過表面成核來形成。  在原子層臺(tái)階分布不規(guī)則的情況下，在比較大的平臺(tái)上[例如圖10.22(a)上的GD]，成核的幾率要大一些，因?yàn)榇笃脚_(tái)的中心距臺(tái)階比較遠(yuǎn)，亦即離潛能源比較遠(yuǎn)，所以它的過冷度也比其他區(qū)域大。如果二維核心在平臺(tái)CD上形成并且長(zhǎng)大，這將使CD距離縮短，因而日，C，D三者靠攏，就象圖10.22(b)所表示的分布那樣．同時(shí)，由于CD縮短，DE就伸長(zhǎng)，這時(shí)E又可以通過不銹鋼厚壁管同樣的表面成核（在DE上）方式或者側(cè)向推進(jìn)方式來向B，C，D靠攏．估計(jì)B，C，D這些原子臺(tái)階間的相互平均距離可以保持二、三個(gè)原子間距，因?yàn)楫?dāng)界面和平臺(tái)的交角大小達(dá)到200時(shí)，界面上所有的原子層臺(tái)階便已靠攏得夠緊密了，沒有比較大的平臺(tái)把它們分隔開，以致我們看不見界面上的臺(tái)階結(jié)構(gòu)．

    順便指出，在平臺(tái)上形成的二維核心并不一定要達(dá)到臨界尺寸以后才能對(duì)成長(zhǎng)有貢獻(xiàn)，比臨界值小的胚芽在它消失之前如果和前進(jìn)著的不銹鋼管原子層邊緣相結(jié)合，也可以促進(jìn)成長(zhǎng)。

    對(duì)于和密堆積面完全吻合的界面，不能應(yīng)用上面的推論。很明顯，在這樣的情況下，如果界面上沒有永久臺(tái)階（例如弗蘭克機(jī)制）存在，那么表面成核過程將是必需的．

    提勒(W．A．Tiller)等對(duì)不銹鋼管界面結(jié)構(gòu)也作了研究。他們除了看到臺(tái)階之外，還認(rèn)為，晶面的原子堆積密度愈大，則它同平臺(tái)平行的幾率也愈大，所以在鉛中{111}，{110}和{311}各晶面能成為平臺(tái)的幾率按順序減小，而在錫中的順序是{100}——{101}．

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