Taille des cristaux

La vitesse de croissance des cristaux peut dépendre de la taille et du domaine de taille auquel appartiennent les cristaux. La croissance de macro-cristaux dépend moins de la taille que celle des cristaux microscopiques ou de taille inférieure au micromètre.

Les contraintes expérimentales restreignant les cristaux étudiés aux tailles comprises entre 200 μm et 2 mm, les effets de la taille des cristaux sur la vitesse de croissance sont souvent confondus avec ceux de la vitesse d'agitation : les particules de grande taille ont une vitesse terminale de chute plus élevée que celle des petites particules (voir la partie sur l'Hydrodynamique des suspensions) et une grande limitation diffusionnelle de la croissance. Plus grands sont les cristaux et plus grande sera leur vitesse de croissance

Cependant pour les cristaux de taille inférieure à 10 μm, leur vitesse terminale de chute est faible et leur taille est inférieure à celle des tourbillons turbulents, la croissance se passe en milieu presque stagnant même si le système est apparemment sous agitation.

Un autre effet visible de l'influence de la taille des cristaux sur la vitesse de croissance est celui de l'effet de Gibbs-Thomson sur les cristaux de taille inférieure à quelques micromètres. Ces cristaux grossissent à une vitesse très lente parce que ils sont soumis à une sursaturation très faible dû à leur solubilité élevée. Alors plus petit sont les cristaux (entre 1 et 2 μm) et plus petite sera leur vitesse de solubilité (voir partie Équilibre).

L'intégration de surface peut aussi dépendre de la taille des cristaux. Considérant la croissance par dislocations, ils existent plus de dislocations dans les cristaux de grande taille dû à une plus grande contrainte de surface et à un plus grand nombre d'impuretés dans la surface. Dans une suspension agitée plus grand est un cristal, plus son énergie potentielle est grande et plus important sont les dommages que le cristal subi au moment des collisions avec d'autres cristaux et avec les parois du réacteur et les pales de l'agitateur. Les deux effets induisent une plus grande intégration en surface et donc une vitesse de croissance qui augmente avec la taille des cristaux.

L'effet de la taille des cristaux sur la vitesse de croissance décrit jusqu'à présent est celui de la taille du propre cristal sur sa propre vitesse de croissance. Cependant un autre effet indirect de la taille des cristaux sur la croissance peut être observé, celui-ci concerne plusieurs cristaux qui initialement possèdent la même taille et qui sous les mêmes conditions de température, de sursaturation et hydrodynamiques présentent différentes vitesses de croissance. Cette dispersion des vitesses de croissance peut être expliqué par une perturbation de la cinétique de l'intégration en surface soit par la présence d'impuretés adsorbées dans la surface soit par la déformation des cristaux et leurs dislocations de surface. Plus les cristaux seront ductiles et moins ils seront soumis à ces effets.