| 晶粒表面有外露的晶核的半满杂化轨道、镁离子和空π轨道，这些轨道和镁离子的存在，可能与MgB超导体晶粒连接和晶粒界面不影响超导电流这一性质有关。
须要指出，这里的共轭大π键和化学中的不完全相同，不同之处是镁和硼不在同一平面。相同之处是，镁原子及其近邻周围成六角形的六个硼原子之间，形成共轭大π键的过程相同；π电子在共轭大π键中的运动，与化学中共轭大π键中电子的运动相同，即π电子在镁原子及其近邻周围六个硼原子组成的六角骨架中运动。因此，称其为共轭大π键。
镁粉熔化以后的固-液相反应，其晶核的形成和生长，与固相反应相同。但是，由于镁熔化以后，镁熔液与硼粉粒接触更加充分，接触面积大大增加，振动更容易进行，核形成区更容易形成，会有更多的镁原子和硼原子从其表面脱出，发生反应，形成MgB晶核并长成单晶晶粒。
镁气化以后的反应与固液反应相同，只是成核及核生长区在固-气界面。与固-液界面处的反应相比，晶粒可能较小，核生长速率可能较低。
根据这一晶核形成及生长过程，在镁的熔化到气化温度之间，在固-液界面处可能有更多的大一点的晶粒，这一推论与文献[23]的试验结果一致。反应中的单晶晶粒不会太大，最大的也不会超过最大粉粒的线度。这是因为晶核生长与两种原子的分布及粉粒的振动有关，当其中一种粉粒耗尽时，会停止生长。随着温度的升高，粉粒振动加剧，晶核生长区会有更多的镁和硼原子，原子运动加剧，这有利于提高初始晶核结合概率和晶核生长速率。因此，温度较高时晶粒较大。这一推论与文献[24]中的试验结论一致。初始晶核形成以后，如果不是与另一初始晶核相遇，而是与硼原子不断相遇，并且反应温度有利于形成硼原子之间的化学结合键，则有可能形成MgB和MgB等其它多硼化物。因此，MgB和MgB除了来源于高温下MgB分解以外，在MgB晶核生长过程中，也可能由初始晶核生成MgB和MgB等。硼的原子半径和原子质量皆比镁的小很多，温度升高时运动更加剧烈，B-B相遇机会增加。因此，高温时有利于MgB和MgB等的形成，这一推论与文献[26-27]中的实验结果基本一致。如果硼的比例大于化学计量比，B-B相遇机率曾大，也有利于MgB和MgB的形成，这一推论与文献[28]中的计算相图一致。文献[29]中MgB晶粒螺旋式和台阶式两种生长方式可借助MgB晶核生长模式予以解释。
4.结论
MgB晶核的形成及晶核生长过程可分为三步，1.两种粉粒相互接触，挤压在一起发生相位相反的强迫微幅振动，使得两种原子从其表面脱出，产生MgB晶核的形成和生长区；2.首先是两个硼原子相遇，价电子发生sp杂化，形成B，镁原子从B的空π轨道正号一侧与其相遇，镁的两个价电子填满π轨道，形成π键，生成MgB，此即为MgB初始晶核。3.当两个初始晶核以含有镁离子的一面与不含镁离子的一面相遇时，由静电吸引力结合在一起，形成晶核沿c轴的生长；当两个初始晶核以相同的杂化轨道平面方向，沿a轴，以外露的半满杂化轨道“头对头”相遇重叠时，构成σ键，形成晶核沿a轴的生长。晶核生长过程中镁离子在其周围电子电场作用下偏离原来的位置，最终处于两层硼的六角中心位置，π键演化成 键。沿a轴和c轴以相等的碰撞接触概率和生长速率同时进行，最终形成MgB单晶晶粒。
这种晶核的形成及生长过程，只是一种定性的分析，还有许多地方需要做进一步的计算和试验检验。
参考文献
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