TATMP对碳酸钙晶体生长动力学的影响

利用接种生长方法研究了TATMP 对过饱和溶液中碳酸钙晶体生长速度的影响。结果表明,TATMP 存在时,碳酸钙晶体生长服从不加阻垢剂时空白液中的速度方程,是二级界面控制过程。TATMP 显著降低了碳酸钙晶体的生长速度。     

空间低温氧化物熔体晶体生长的数字模拟研究

地面上 ,由于受浮力对流、分层和沉淀等因素的影响 ,难以阐明晶体生产和凝固现象的本质 ,从而无法获得组份均匀、结构完整和性能优良的材料 ,因此自七十年代以来 ,已进行了大量的空间晶体生长实验 ,但由于对空间环境在晶体生长过程中的流体效应参数缺乏了解 ,实验结果往往与设想的不一致。数字模拟方法可以模拟实际晶体生产过程 ,了解晶体生长参数的变化对晶体生长的影响 ,本文利用数字模拟的方法 ,对本实验室建立的空间三维实时观察装置中 ,低温生产NaNO3熔体晶体中的流体效应及温场进行了数字模拟研究 ,结果表明 ,在地面生长 ,熔体内部存在复杂的双涡流动模式 ,重力对熔体中的温场和速度场的分布产生强烈的作用 ,而在空间 ,当微重力水平达到一定程度时 ,可以使熔体中的流动模式简单化 ,从而降低流动效应对传热、传质造成的不稳定性和不均匀性 ,有利于提高晶体生长的质量。同时通过对流场中的温度分布分析表明 ,降低重力可以明显改变晶体生长固液界面附近的温度梯度 ,并使温场 ,速度场分布朝着稳态生长的方向发展     

空间晶体生长流体效应的实验研究和理论分析

在空间晶体生长实时观察装置上，利用溶液中形成的铌酸钾微晶作示踪粒子，首次在空间高温氧化物熔液内，实时观察和记录了空间表面和力对流效应。利用测量的结果计算了熔体内空间表面张力对流的速度场，并与地面表面张力对流的速度场进行了对比，理论计算与实验结果基本吻合。探讨了空间均匀分布铌酸钾微晶的形成机理。结果表明：表面张务对流在空间晶体生长过程中起主要作用，是形成均匀分布胞状晶体的主要机理。     

沸石和磷酸盐分子筛晶体的空间生长

沸石晶体是应用领域最广的分子筛材料.基于这一原因,长期以来人们几乎把"沸石"一词等同于分子筛.沸石晶体不仅可应用于催化、吸附、分离等过程,还可用于微型激光器、非线性光学材料及纳米器件等新兴领域.因此,分子筛材料的合成和晶体生长引起科学界和工业部门越来越浓厚的研究兴趣.1982年美国联合碳化物公司首次合成了新型磷酸铝分子筛,打破了分子筛由硅氧四面体和铝氧四面体组成的传统观念,此后许多AlPO4-n分子筛不断涌现.由于在地面上难以生长出较大尺度的沸石晶体,因而,自20世纪80年代以来,沸石晶体的合成已成为空间材料科学的研究热点之一.前苏联、欧洲、日本和美国已在空间完成了多次沸石和磷酸铝晶体生长试验.本文将首先介绍微重力环境对于分子筛晶体生长的有利条件.然后,简述国际上已完成的空间实验,包括:前苏联PHOTO返回卫星实验、欧洲和日本CASIMIR飞行实验、欧洲EURECA空间飞行平台实验、美国STS航天飞机实验、国际空间站(ISS)实验.最后综述空间实验的主要研究结果.     

水热体系X型沸石晶体生长的影响因素

酸处理红辉沸石-氢氧化钠-铝酸钠-水的水热反应体系中,反应混合物的室温陈化是制备纯X型沸石的关键.酸处理红辉沸石不仅为X型沸石的生成提供了物质基础,而且为晶核的形成提供了有利界面,X型沸石的晶核总是优先形成于发生了溶解的酸处理红辉沸石表面.酸处理红辉沸石颗粒大小不仅影响X型沸石晶核的形成,而且影响其晶体生长方式.X型沸石的晶粒数量、晶体形态和晶粒大小主要受反应时间长短的影响.     

剪切强化针铁矿沉铁过程晶体生长规律研究

采用X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子发射光谱法(ICP)等分析方法,考察了ZnSO4-FeSO4体系下剪切强化针铁矿法除铁,在均相成核、异相成核过程中针铁矿渣的晶型结构、微观形貌、元素赋存的变化规律,并于真实溶液中验证剪切强化针铁矿法除铁的规律性。结果表明,剪切强化均相成核,沉铁渣初期无明显的针铁矿晶体特征,均为类圆球状的无定形晶核,渣中铁品位、锌含量波动大,分别由前期43.13wt%和4.57wt%增至57.76wt%和6.12wt%。模拟溶液中,异相成核初期以晶种的二次长大的方式为主,有效避免大量无定形相产生,相比均相成核晶体尺寸更大、结晶度更高,且最终沉铁渣铁品位为58.65wt%,锌含量为5.60wt%。相比模拟溶液,性质复杂的真实溶液针铁矿晶体生长发育更难控制,但能确保以针铁矿晶体析出,且沉铁渣中铁、锌含量分别控制在57.63wt%和5.90wt%。采用工业氧化锌烟尘作为中和剂,得到最终的沉铁渣含铁52.59wt%、含锌6.93wt%。本研究为针铁矿法在工业中的应用与成核方式的选择进一步提供了理论依据。     

内循环外冷却封闭塔盘式碳化塔碳酸氢钠结晶动力学研究

本文对内循环外冷却封闭塔板式新型碳化塔结晶动力学问题进行研究。在内径为７０有机玻璃模拟塔内，以空气—ＮａＨＣＯ３饱和溶液为介质，探讨不同气、液流量对晶体生长速率Ｇ、成核速率Ｂ０、晶浆悬浮密度ＭＴ等动力学参数的影响。并给出了不同气、液流量下的结晶动力学关联式。     

硫酸锶晶体生长动力学研究

为了从控制晶体生长角度，说明制备纳米硫酸锶沉淀体系中存在的EDTA对产品粒径的影响作用，根据过程机理，用恒组成法研究硫酸锶晶体生长动力学。根据叠加模型和弱化模型，建立体系中有EDTA存在时，硫酸锶沉淀过程的晶体生长动力学模型。结果表明，硫酸锶沉淀过程中晶体生长属于表面反应控制机理。EDTA存在能降低晶体生长速率，有利于减小粉体粒径。     

循环流化结晶过程传质与晶体生长速率模型

依据Whiteman传质膜理论 ,针对循环流化床结晶过程 ,建立了传质和晶体生长速率理论模型 .实验研究表明 ,在较宽的流速范围内 ,晶体生长速率仅与结晶物系的物性、晶种粒度和过饱和度有关 ,其基本规律为 :晶体的平均线生长速率与扩散系数、晶种特征长度、晶体与溶液相对密度差、过饱和度成正比 ;与溶液的黏度、晶体的密度成反比 .仅需结晶物系的物性、过饱和度等数据 ,利用所建模型可方便地预测循环流化床结晶过程的晶体生长速率     

水溶液晶体的空间生长及其地基模拟实验

空间水溶液晶体生长是通过搭载人造卫星、宇宙飞船和空间站等飞行器,在微重力条件下从水溶液中进行晶体生长实验.许多透明单晶体,诸如:KDP(磷酸二氢钾,potassium dihydrogen phosphate)、ADP(磷酸二氢铵,ammonium dihydrogen phosphate)、TGS(硫酸三甘氨酸,triglycine sulfae)、沸石和α-碘酸锂(α-LiIO3)等无机非线性光学晶体,尿素等有机非线性光学晶体以及蛋白质等生物晶体,均可采用水溶液法生长.美国、前苏联、西欧和日本等国在从事空间材料科学研究的高科技发展计划中,均把水溶液晶体生长作为一项重要项目.由于水溶液晶体生长方法的研究在地面上已有丰富的基础,而且具有温度低,能耗小,可实现原位实时观察等优点,所以,它是探索空间晶体生长原理和方法、研究晶体生长微重力效应的重要材料制备技术.由于空间晶体生长受搭载条件限制,空间实验的次数与地面相比是十分稀少的,为了获得空间实验的高成功率,在地面上必须建立相应的实验基地,开展深入的地基研究工作.本文将分别从空间实验和地基研究两个方面作系列介绍,包括蛋白质晶体,沸石晶体,α-LiIO3晶体的空间生长以及TGS,NaClO3(sodium chlorate,氯酸钠),Sr(NO3)2(strontium nitrate,硝酸鍶)和Ba(NO3)2(barium nitrate,硝酸钡)等晶体生长过程的原位实时观察,并展望了空间晶体生长的发展前景.     

真空冷冻海水中冰晶生长速度的研究

研究了真空冷冻条件下工海水中冰晶的生长速度，讨论了停留时间，过冷度，搅拌速度，压力，盐度等对冰晶生长速度的影响及作用机理。     

水溶液中硫酸钾晶体生长动力学

The single crystal growth rates of potassium sulfate in pure aqueous solution under different conditions were determined by photomicrography in a flow system for crystal growth. The effects of themain controlling factors, such as supersaturation, crystal size, solution velocity and crystal growth temperature, on crystal growth rates of potassium sulfate were discussed in detail by using non-linear regression from the experimental data, and several empirical relationships were given. The results showed that the growth rates of crystals increased with supersaturation, crystal size, solution velocity and temperature. Moreover supersaturation was the most important controlling factor influencing growth rates of crystals, crystal size and solution velocity were the secondary and temperature was the least.Furthermore, It was found that the growth rate of crystals along the [100] crystallographic axis was higher than that along the [001] in the same condition. The effect of every factor on crystal growth rates along the [100] crystallographic axis was stronger than that along the [001].     

我国硅锌矿结晶釉研究进展

本文介绍近十多年来我国硅锌矿结晶釉基础研究在以下几个方面的进展：（１）硅锌矿成核机制的研究；（２）硅锌矿的生长形态学研究；（３）硅锌矿的生长动力学研究。此外，还简要地探讨了今后科研工作的方向。     

DKDP晶体生长亚稳区的影响因素

从热力学和动力学角度研究与分析了磷酸二氘钾[K(D1-xHx)2PO4,DKDP]晶体生长体系稳定性的主要影响因素,包括氘含量、溶液纯度、饱和温度、晶转(或搅拌)速度、过热温度与时间、生长均匀性、晶体受力情况、籽晶尺寸等.提出采用高纯原料、超细过滤(孔径为0.15 μm)、高出饱和点10 ℃过热20 h,以及优质点状籽晶均匀生长等措施,可拓宽DKDP晶体生长亚稳区,从而提高晶体生长起始温度达50 ℃以上,在溶液过饱和度较大的条件下可实现DKDP晶体全方位快速生长.     

LBO晶体的生长缺陷研究

采用化学腐蚀光学显微法和同步辐射截面形貌术研究了三硼酸锂（ＬＢＯ）晶体的生长缺陷,实验结果表明,ＬＢＯ晶体中的主要缺陷是位错、包裹物和形界,讨论辽些缺陷形成的原因和降低缺陷的措施。     

CRYSTAL DISSOLUTION AND GROWTH IN A LEAN FLUIDIZED-BED CRYSTALLIZER

Dissolution and growth rates of potassium alum crystal were measured in a lean fluidized-bed crystallizer in which the flow rate of solution was set near the settling velocity of seed crystals. The dissolution rates were shown to be linear with respect to undersaturation. The mass transfer coefficient of crystal growth and the surface integration coefficient were determined using the two-step model with a surface integration kinetics of second-order. Mass transfer coefficients for dissolution and growth were found to be independent of the crystal size and the solution velocity, and were jointly correlated in a form derived from the Froessling equation. The surface integration rate turned out to be a function of crystal size, which was responsible for the size-dependent growth of potassium alum crystal.     

CRYSTAL DISSOLUTION AND GROWTH IN A LEAN FLUIDIZED-BED CRYSTALLIZER

Dissolution and growth rates of potassium alum crystal were measured in a lean fluidized-bed crystallizer in which the flow rate of solution was set near the settling velocity of seed crystals. The dissolution rates were shown to be linear with respect to undersaturation. The mass transfer coefficient of crystal growth and the surface integration coefficient were determined using the two-step model with a surface integration kinetics of second-order. Mass transfer coefficients for dissolution and growth were found to be independent of the crystal size and the solution velocity, and were jointly correlated in a form derived from the Froessling equation. The surface integration rate turned out to be a function of crystal size, which was responsible for the size-dependent growth of potassium alum crystal.