結晶化（読み）ケッショウカ

デジタル大辞泉

けっしょう‐か〔ケツシヤウクワ〕【結晶化】

⇒晶出

出典　小学館

化学辞典 第2版

結晶化
ケッショウカ
crystallization

気体，溶液，融体，非晶固体などの無秩序な状態(非晶相)から秩序性のある結晶相に一次相転移する現象．無秩序相から結晶が形成(結晶化)するには，まず核形成が起こり(一次核形成)，この核の上に結晶核が形成(二次核形成)され結晶が成長する．結晶が形成されるには，過飽和，過冷却などによる駆動力が必要である．融体から一次核が形成される速度Iは，分子や原子の拡散に必要な活性化エネルギーΔ E_iと臨界核を形成するのに必要なエネルギーΔ F_iの二つの項で表される．

ここで，I₀ は温度にあまり依存しない定数，Rは気体定数，Tは温度，Δ F_iは形成される結晶核の表面自由エネルギーや過冷却度

(ΔT ＝ T_m － T；T_m は結晶の融点)
の関数で表される．一次核形成には，母相の融体から直接三次元的核が形成される(均一核形成)場合と，母相にある異種物質や不純物などの表面に原子，分子が付着して核形成される(不均一核形成)場合がある．結晶が成長するには，まず一次核の結晶表面に臨界核が形成(二次核形成，または表面核形成)され，結晶成長面にそって成長が起こる(沿面成長)，引き続き結晶成長面に臨界核が形成されて順次，沿面成長が起こり，結晶界面が前進していくことで結晶は成長する．結晶成長速度Gは，分子の拡散に必要な活性化エネルギーΔ E_gと，結晶成長面における核形成(二次核)エネルギーΔ F_gの二つの項で表される．

ここで，G₀ は温度に依存しない定数，Rは気体定数，Tは結晶化温度，Δ F_gは形成される結晶核の表面自由エネルギーや過冷却度の関数で表される．結晶成長速度は，融点に近い高温付近では核形成が遅く(核形成律速)，ガラス転移温度に近い低温付近では分子の拡散が困難(拡散律速)で，これらの温度依存性が逆であることから，ある中間の温度で結晶成長速度は極大を示す．試料をある温度で等温結晶化させ，この結晶化過程の動力学的研究において，試料全体(体積)が結晶化時間の経過により変化していく結晶の割合Xは，一般にアブラミ式で解析できる．

X ＝ 1 － exp(－ ktⁿ)

ここで，kは速度定数で，核発生速度Iと結晶成長速度Gの関数であり，nはアブラミ指数とよばれており，核の発生様式(均一，不均一)，結晶の成長次元(一～三次元)によって異なる値をとる．

出典　森北出版「化学辞典（第2版）」

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

結晶化
けっしょうか
crystallization

晶出ともいう。ある物質の液体，あるいは非晶質や溶液から結晶が形成されること。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

栄養・生化学辞典

結晶化

　物質を結晶にすること．

出典　朝倉書店