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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(guò)新原子層的表面成核或界面的幾何形狀來(lái)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(lái)解釋不銹鋼管晶體的成長(zhǎng)問(wèn)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(lái)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(guò)，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(wèn)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(wú)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(kāi)。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(guò)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(shuō)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。卡耳末斯等所考慮的形成可見(jiàn)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(kāi)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(jiàn)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(lái)的樣子，我們?nèi)匀徊荒芸匆?jiàn)，但是，移動(dòng)速度和通過(guò)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(guò)這樣的成長(zhǎng)方式聚集起來(lái)，使高度增加，形成可見(jiàn)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(guò)表面成核來(lái)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(guò)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(guò)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(lái)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(méi)有比較大的平臺(tái)把它們分隔開(kāi)，以致我們看不見(jiàn)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(méi)有永久臺(tái)階（例如弗蘭克機(jī)制）存在，那么表面成核過(guò)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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