导模法生长晶体研究进展

导模法是一种极具应用潜力的晶体生长方法,具有生长速度快,加工成本低的优点,广泛用于生长各种形状的晶体.对导模法的原理、特点和发展历史进行了简单介绍.着重论述了导模法在生长有形蓝宝石和硅晶体中的发展和应用,对目前导模法生长晶体过程中存在的问题做了简单的介绍.     

水热法人工晶体生长的原理及应用

人工合成晶体的方法有很多,本文着重论述了利用水热法合成人工晶体的基本原理以及影响因素,同时还介绍了水热法合成人工晶体的应用。     

三聚磷酸钠对二水石膏晶体生长习性与晶体形貌的影响

三聚磷酸钠是建筑石膏高效缓凝剂.用扫描电镜和X射线光电子能谱研究了三聚磷酸钠对建筑石膏凝结硬化、液相离子浓度与过饱和度、二水石膏晶体生长习性与形貌的影响.从晶体生长的角度分析了三聚磷酸钠对二水石膏的作用机理.结果表明:三聚磷酸钠显著改变了二水石膏晶体的生长习性,使其由针状变为短柱状或板状,且晶体尺度增加;三聚磷酸钠通过化学作用选择吸附在二水石膏晶体(111)面,抑制其在c轴方向的生长;改变了晶面在不同轴向的相对生长速率,使二水石膏晶体生长习性和形貌发生了改变;三聚磷酸钠使石膏液相离子浓度和过饱和度降低,晶体成核几率和成核速率降低,导致二水石膏晶体粗化.     

采用改进的温梯法生长氟化钙晶体

对现有的晶体生长温梯法进行改进,将炉内温场分为坩埚底部温度高于坩埚顶部温度的化料区和坩埚底部温度低于坩埚顶部温度的温梯生长区两部分.通过对坩埚相对于温场位置的控制,获得适宜进行熔体均一化和晶体生长条件.生长了尺寸为φ135 mm×150 mm氟化钙(CaF2)晶体,生长的CaF2晶体质量较好,位错密度＜330/mm2,从190 nm到9000 nm透过良好,紫外200 nm处和红外9 μm处透过率可达80%以上.     

我国水热法生长高档宝石晶体的现状及发展趋势

阐述了国内外水热法生长高档宝石晶体的历史与现状,介绍了桂林矿产地质研究院在水热法生长高档宝石方面的科研成果和技术水平,指出水热法合成晶体材料的发展方向是完善生长工艺、降低成本、占领市场和合成新型功能晶体、拓宽应用领域.     

欢迎订阅2008年《人工晶体学报》

《人工晶体学报》是由中国硅酸盐学会晶体生长与材料专业委员会和中材人工晶体研究院主办、国内专门刊登人工晶体材料这一高新技术领域研究成果的学术刊物。它以论文和简报等形式报道我国在晶体材料：半导体材料、光电子材料、纳米材料、薄膜材料、超硬材料和高技术陶瓷等在理论研究、生长技术、性能、     

BaAlBO3F2晶体的生长与形貌

以NaF为助熔剂,BaAlBO3F2和NaF摩尔比为11.5,采用熔盐籽晶生长方法,沿[001]方向生长出尺寸为18 mm×18 mm×12 mm的BaAlBO3F2(BABF)晶体.晶体生长参数降温速率为2～4℃/d,晶体旋转速率为15 r/min.研究了BABF晶体的生长形貌,BABF晶体生长过程中,呈现出(001)和(100)晶面.测试了BABF的粉末倍频效应,其倍频系数约为KDP晶体倍频系数的0.8倍.室温下测试了BABF晶体的显微硬度,其(001)面与(100)面显微硬度分别为10.99 GPa和8.137 GPa.     

Nd∶KGd(WO_4)_2激光晶体生长

以K2 W2 O7为助熔剂 ,采用熔盐顶部籽晶 (TSSG)法生长出尺寸为 2 3mm× 2 0mm× 19mm的Nd∶KGd(WO4) 2 激光晶体 .比较了K2 WO4和K2 W2 O7两种助熔剂的性能及对晶体生长的影响 ,认为K2 W2 O7熔点较低可以有效地降低晶体生长温度 ,有利于控制晶体生长和生长环境 .进行了KGd(WO4) 2 -KNd(WO4) 2 系统二元相图的研究 ,认为两者互溶性好 ,有利于晶体生长 ,并且Nd3+ 易于以化学剂量比取代Gd3+ .采用XRD、偏光显微镜及TG -DTA对晶体性能进行了研究 ,实验表明所生长的晶体为高温相的 β -Nd∶KGW .用光学显微镜对晶体表面裂纹、生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察 ,认为它们形成的原因是由于晶体生长工艺不稳定 ,温度梯度过大 ,拉速和降温速率过快     

碳素扩散场对塔状晶体合成的影响

高温高压温度梯度法生长宝石级金刚石时,碳素的扩散场会对晶体品质产生很大影响.不同分布的扩散场适合生长不同形貌的晶体.研究发现,图1的碳素扩散场适合生长尺寸较大的板状晶体.合成高温塔状晶体时,若β>0.6,合成出的绝大多数晶体内都会出现大量的包裹体.该扩散场不适合生长β值较大的塔状晶体.通过有限元模拟,得到了该扩散场碳素浓度等值线分布图.找到了该扩散场适合板状晶体生长的原因是碳素在扩散场的分布与板状晶体的形貌要求相匹配,与塔状晶体生长的要求相违背导致的.     

水热法制备纳米氧化锆晶体

用水热法制备出了粒径10nm左右且分布均匀的氧化锆晶体,发现矿化剂的添加、反应温度的高低都是水热法制备氧化锆晶体过程中重要的影响因素。同时当反应溶剂为无水乙醇时,我们制备得到了直径6～12nm不等的氧化锆晶体,作者探讨了乙醇的羟基在晶体生长过程中的作用。     

不同晶型纳米二氧化钛的水热合成

水热法合成了不同晶型、形貌和大小的纳米二氧化钛。利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对所得的样品进行了表征。研究了pH值、水热反应温度和水热反应时间对纳米二氧化钛晶型、形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,前驱体pH值是决定产品晶型、晶粒尺寸和形貌的主要因素。随着水热反应温度的升高,纳米二氧化钛的晶粒尺寸逐渐变大,但pH=3.0时所形成的锐钛矿型纳米二氧化钛的晶粒尺寸却几乎不变;随着水热反应时间的延长,金红石型纳米二氧化钛晶粒的生长速度最快,而锐钛矿型的纳米二氧化钛的晶粒生长速度则最慢。     

水热法生长Mg（OH）_2晶体研究

以MgCl2.6H2O、NH3.H2O为原料,水作为水热介质,乙二醇作为表面活性剂,研究了在不同温度条件及表面活性剂用量对水热法生长Mg（OH）2晶体的影响。利用X-射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对所制得氢氧化镁颗粒的晶相和形貌进行了表征。实验结果表明,增加乙二醇的用量,有助于获得结晶性和分散性较好的Mg（OH）2晶体。同时,随着生长温度的升高,Mg（OH）2晶体形貌从球状外形的片状晶体向分散的小晶粒过渡。     

介孔TiO2的水热法制备及表征

以廉价的工业级偏钛酸为原料,采用水热法制备了锐钛矿型介孔TiO2,考察了水热温度和水热时间对TiO2晶粒度的影响,并对TiO2进行了N2吸附-脱附、SEM及TG-DTA表征,结果表明,水热温度对TiO2晶粒度的影响较大而水热时间影响较小,纳米尺寸的TiO2晶体在聚乙二醇模板剂的作用下组装为微米级的介孔TiO2,平均介孔...     

勃姆石的合成、表征及其生长过程研究

采用水热法合成了准六角形片状勃姆石,用TEM、XRD等技术对其生长过程进行了研究。结果表明,勃姆石的生长过程包含4个阶段:形核及晶核的生长、晶粒的快速生长、缓慢生长和再生长。形核及晶核的生长阶段,晶粒各晶面的生长行为基本一致。其他生长阶段,各晶面的生长行为呈现显著差别。经电子束辐照后,勃姆石可以转变为γ-Al2O3。     

石英晶体的条纹缺陷及其对透过率的影响

采用正交偏光条纹检测仪观察了水热法生长的光学石英晶体中的条纹缺陷,分析了光学石英晶体中条纹缺陷产生的原因和对晶体样品的透过率的影响。结果表明:晶体中的条纹缺陷主要是由在生长过程中籽晶中缺陷的遗传和高压釜中局部生长条件变化引起的。有条纹和无条纹缺陷晶体在400～800nm波段存在最高吸收峰,800～2500nm波段存在最低吸收峰。有条纹缺陷和无条纹缺陷晶体样品的透过率存在0.64%的差异。     

钛宝石晶体中的位错以及退火对位错的影响

用化学腐蚀剂腐蚀出样品的 (0 0 0 1)表面上的位错蚀坑 ,在原生态和退火样品的对应径向线上测量了位错腐蚀坑的密度分布 .由位错腐蚀坑的形成理论确定出原生态晶体中很可能有 3种位错类型 ,即Burgers矢量b =13〈112 0〉 ,13〈110 1〉和〈10 10〉的位错线 ,然而长时间在还原性高温气氛中的退火难以降低晶体中的总的位错密度 .在晶体的放肩至等径生长阶段 ,沿着晶体的生长方向 ,晶体棒中心的位错密度由高变低 ,这显示出 :在晶体的放肩至等径生长的转变过程中 ,生长界面发生了翻转 ,由凹形界面转变为凸形界面 ,位错线随之从晶体棒的中心向边缘发散 .     

硅酸镓镧结构的新型压电晶体的研究进展

新型压电晶体La3Ga5SiO14因其低声速、零温度切向和良好的高温稳定性受到关注，但是昂贵的Ga2O3原料阻碍了它的工业应用。通过离子置换可获得具有langasite结构的多种新型压电晶体。综述介绍了置换La，Ga，Si形成的新型压电晶体的最新研究进展，比较分析了不同晶体的优势及其存在的问题。在这些新晶体中，由于Sr3Ga2Ge4O14（SGG)具有熔点较低、性能较高的综合优势，它有可能成为新一代表面波器件的重要候选材料。与提拉法相比，采用增蜗密封的下降法生长SGG单晶；可以显著提高晶体产率，降低成本。     

氢氧根对半水硫酸钙晶体形貌的影响机理

以二水硫酸钙为原料在氢氧化钠-水体系中水热合成不同形貌的半水硫酸钙晶体,并通过XRD、XPS和电导率等手段对水热产物进行表征,研究了OH^-对水热产物晶体形貌的影响机理。结果表明,在碱性条件下可获得不同形貌的半水硫酸钙晶体,随着OH^-浓度的增大,纤维状形貌水热产物的含量减小而短柱状形貌的含量增多,且当OH^-浓度为1.0×10^-2 mol/L时水热产物以短柱状形貌为主。OH^-影响半水硫酸钙晶体形貌的原因：OH^-会消耗溶液中的Ca²⁺,从而促进二水硫酸钙的溶解,而Ca²⁺浓度的减少不利于半水硫酸钙晶体的成核生长;同时,OH^-对二水硫酸钙的促溶作用会增加溶液中SO₄^2-的浓度,从而促进半水硫酸钙晶体沿（110）和（200）晶面的生长;此外,OH^-在（002）晶面选择性吸附并与该晶面的Ca²⁺反应生成Ca（OH）⁺和Ca（OH）₂,从而阻碍半水硫酸钙晶体沿该晶面的生长。在以上3种作用下半水硫酸钙晶体形貌由纤维状向短柱状转变。本研究可为碱性条件下生产不同形貌半水硫酸钙晶体提供一定的理论依据。     

水热法制备氧化锌陶瓷粉体中的形态调制

水热条件下制备超细微晶是一个晶体生长的过程。本文根据晶粒形态与水热介质碱度强弱之间的关系,揭示了不同形态的ＺｎＯ的形成机理,实现了水热法氧化锌陶瓷微晶制备过程中的形态调控。