تصویر SEM رسوبات کلسیم کربنات در غیاب نانو ذرات کربن (a) و در حضور آن (b)
فرایند تبلور کربنات کلسیم چهار مرحله ای است:
1- تجمع: هنگامی که محلول حاوی نمک یونی به درجه فوق اشباع برسد، یون های +2 Ca و -2 CO3 در محلول کنار هم آمده و تشکیل زوج یون محلول می‌دهند. سپس، این جفت‌ها ادامه یافته و تشکیل هسته‌های میکروکریستالی می‌دهند.
2- هسته‌زایی: برخی از میکروکریستال‌های تشکیل شده در مرحله قبل مراکز هسته‌سازی فرایند تبلور هستند؛ که منجر به تشکیل میکروکریستال‌های کلسیم‌کربنات آمورف می‌شوند. چون کلسیم‌کربنات آمورف ناپایدار است به سرعت به کلسیم‌کربنات پلی‌کریستالی تبدیل می‌شود.
3- رشد کریستال‌ها: کلسیم‌کربنات پلی‌کریستالی تشکیل شده در محلول روی سطح جامد جذب می‌شود تا بلورهای کوچک رشد کنند و در نهایت کریستالهای بزرگ روی سطح جامد تشکیل دهند.
4- انعقاد: بلورهای ماکروسکوپی تشکیل شده در مرحله قبل، با جذب یون‌های رسوب‌پذیر اضافی از محلول و در نهایت تشکیل یک لایه رسوب بر روی سطح، رشد خود را ادامه می‌دهند. این مرحله عمدتا مرحله‌ی رشد، تجمع و رسوب کلسیت است. مقدار کمی از کلسیم کربنات آمورف نیز می‌تواند به‌طور مستقیم به کلسیت تبدیل شود.
کلسیت یک ساختار پایدار دارد. شکل کریستالی آن منظم بوده و با آسانی انباشت می‌شود. لایه رسوب حاصل روی سطح جامد کاملا متراکم و سخت است و می تواند به صورت محکم به سطح مبدل‌های حرارتی بچسبد. کریستال های آراگونیت و واتریت از لحاظ شکل نامنظم و از نظر ساختار سست هستند و چسبیدن رسوب آن‌ها به سطح مبدل‌های حرارتی دشوار است. بنابراین، کنترل کلسیم‌کربنات در مرحله آمورف یا پلی‌کریستالی در تشکیل آراگونیت یا واتریت می‌تواند باعث عقب انداختن یا جلوگیری از تشکیل رسوبات چسبنده کلسیم کربنات روی سطح می‌شود و از این طریق به مهار رسوب دست یافت.
نانو ذرات کربن می‌توانند مورفولوژی و ساختار کریستالهای کلسیم‌کربنات را تغییر دهند. و باعث ایجاد آراگونیت و واتریت به صورت پایدار در محلول و روی سطح فلز شوند؛ و از این طریق اثر مهارکنندگی رسوب سطحی را اعمال می‌کنند.
در تصویر بالا SEM کریستالهای کلسیم‌کربنات در حضور نانوذرات کربن و غیاب آن آورده شده‌است. شکل کریستالهای کربنات کلسیم تولید شده در محلول بدون نانو ذرات کربن عمدتاً به صورت rhombohedral (شکل a ) با سطحی صاف و لبه‌ها و گوشه‌های تیز زاویه‌دار می‌باشد. که این شکل کریستالهای کلسیت است. شکلb کریستالهای کلسیم‌کربنات تشکیل شده در محلول حاوی 100mg/L نانوذرات کربن را نشان می‌دهد. بسیاری از این رسوبات به شکل میله و تعداد کمی ساختار rhombohedral دارند.
می‌توان نتیجه گرفت که افزودن نانوذرات کربن باعث تغییر قابل توجهی در شکل کریستالی کلسیم‌کربنات می‌شود. نانولوله‌های كربنی تك دیواره هیدروكسیل شده باعث تشكیل كلسیم‌كربنات آمورف و کاهش جذب كلسیم‌كربنات بر روی سطح می‌شوند. تغییر در مورفولوژی ناشی از افزودن نانوذرات کربن همچنین بر رفتار چسبندگی کلسیم‌کربنات در سطح فلز اثر می‌گذارد.
