KDP/DKDP晶体生长研究近况

本文综述了近年来KDP和DKDP晶体生长的研究状况.为了生长大尺寸高质量的KDP和DKDP晶体,在传统溶液降温法的基础之上,研究者发明了循环流动法,连续过滤法,SR生长方法,蠕动泵加入法,光育法等一些列的新的生长方法.与此同时,籽晶形态的改进在一定程度上也实现了高效生长高质量晶体的目的.在KDP和DKDP晶体生长稳定性的影响因素研究方面,如原料的纯度,生长温度的控制,籽晶的质量和引入方式,溶液的水动力条件,溶液的氘化程度以及溶液的过饱和度等则为进一步实现生长大尺寸高质量的晶体奠定了科学的基础.另外,利用添加剂、掺质和后处理等手段进一步提高了晶体的质量.     

Al3+掺杂对硅酸三钙结构及水化活性的影响

利用X射线衍射仪、差示扫描量热-热重分析仪、红外光谱及微量热分析等,研究了Al3+掺杂对硅酸三钙C3S结构及活性的影响.结果表明:Al3+在C3S中固溶同时取代Ca和Si,并伴随少量Ca空位的形成保持电荷平衡.当Al2O3掺量高于0.5％(质量百分数,下同)时,Al取代Si比例增加.Al2O3掺量≤0.5％时仅使C3S晶胞参数改变,当掺量达1％时,可稳定T3晶型,符合离子稳定C3S多晶态规律.Al3+在C3S中固溶形成大量非本征缺陷,显著提高C3S早期水化反应活性.     

染色掺杂KDP晶体致色机理研究

利用水溶法生长了二甲基橙染色KDP单晶体,通过调整pH值在4.1,晶体Z轴垂直于底板,高温生长区与低温生长区所需降温速率分别为0.1℃/30 min和0.1℃/20min,能够生长透明度较好、尺寸为130 mm×25 mm×18mm 的粉红色KDP单晶体.实验结果表明:pH指明显影响晶体的外观质量,红外光谱分析表明引起晶体呈色与二甲酚橙中的CH3和CH2有关,退火处理的激发和发射光谱表明,100℃退火处理有助于晶体的颜色均一性.     

Mn2+对掺Ce3+BiB3O6纳米材料发光强度的影响

采用溶胶-凝胶的方法合成了一系列掺杂Mn2+,Ce3+的BiB3O6纳米发光材料.通过激发光谱和发射光谱研究了其发光性质,并探讨了Mn2+对Ce3+发光性能的影响.BiB3O6:Ce3+的发射光谱有位于370nm和405nm处的2个发射峰,由于Mn2+对Ce3+的敏化作用,Ce3+在BiB3O6:Ce3+,Mn2+中的发光强度有了显著的增强.     

Al2O3掺杂YSZ的电性能

研究了Al2O3掺杂对Y2O3稳定的ZrO2材料电导性能的影响。因为Al与自由氧离子空穴缔合的能力大于Y，所以YSZ的晶粒电导随Al2O3含量的增大而减小。Al2O3一方面能清除晶界上的SiO2，同时又与晶界中的氧离子空穴缔合，在这两方面影响下，随Al2O3含量的增大，晶界电阻先减小后增大。     

稀土掺杂钨酸钆钾激光晶体生长

以K_2W_2O_7为助溶剂,在钨酸钆钾[KGd(WO_4)_2,KGW]晶体中分别掺入稀土元素离子Nd~(3+),Yb~(3+),Er~(3+)和Er~(3+)+Yb~(3+),用顶部籽晶提拉法分别生长出Nd∶KGW,Yb∶KGW,Er∶KGW和Er∶Yb∶KGW4种激光晶体。获得最佳的生长工艺参数是:转速为10~15r/min,拉速为1~2mm/d,降温速率为0.05~0.1℃/h,生长周期为10~15d。经X射线分析确定4种晶体均为β相。利用热重差热分析确定了晶体的熔点和相转变温度,结果表明:Nd∶KGW,Yb∶KGW,Er∶KGW和Er∶Yb∶KGW4种晶体的熔点分别为1085,1086,1080℃和1079℃;相转变温度分别为1023,1021,1021℃和1024℃。分析了晶体产生缺陷的原因。     

基于壳聚糖衍生物的Al3+荧光探针的设计合成

人体摄入过量的Al~(3+)会导致多种疾病,因此Al~(3+)的检测具有重要的意义。荧光探针法在目标物质检测中具有选择性好、灵敏度高等优点,已成为重要的检测手段。以2-羟基-1-萘甲醛和羧甲基壳聚糖为原料,在乙醇溶液中回流反应8 h,高产率得到一种高选择性Al~(3+)荧光探针。在常见的金属离子和阴离子中,该荧光探针对Al~(3+)呈现出较好的选择性和较高的灵敏度。在V(乙醇)∶V(水)=4∶1、p H 6. 0、50 mmol/L羟乙基哌嗪乙硫磺酸(HEPES)溶液中,该探针对Al~(3+)的线性响应范围为4. 0×10-5～1. 0×10-4mol/L,检出限为1. 3×10-5mol/L。     

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.     

KDP晶体金刚石线锯切入方向的研究

KDP晶体具有强烈的各向异性,为了使锯切时锯丝的偏移量较小,获得好的切片表面质量,本文对金刚石线锯切入方向进行了研究.锯丝两边材料去除率差异性的变化是导致锯丝偏移量变化的重要因素,因此本文基于保持锯切时锯丝两边材料去除率差异性最小的原则,分析得出:锯切(001)晶面时,锯丝切入方向的改变不影响锯丝偏移量的大小,锯切二倍频晶面时选择[110]、[-1-10]晶向、锯切三倍频晶面时选择[100]、[-100]晶向,此时锯丝两边材料去除率差异性最小.该线锯切入方向的提出对于KDP晶体的线锯切片技术的研究具有重要的意义.     

LaBr3∶Ce晶体生长及物理特性的研究

利用垂直Bridgman法生长了尺寸为φ25 mm×80 mm的LaBr3∶3％Ce晶体,晶体的熔点为786℃,XRD表明晶体存在(100)解理面,晶体的择优生长方向为[001].热膨胀测试表明晶体[100]方向热膨胀系数比较大,在室温至600℃范围内平均热膨胀系数达22.9×10-6/K.晶体经加工后,透过率可达到65％.室温下晶体的光致发光呈双发射峰,分别位于358 nm和380 nm.晶体呈单指数衰减,衰减极快,衰减时间拟合为18.3 ns.     

洛美沙星与Al^3＋及DNA相互作用的光谱研究

利用荧光和紫外光谱法研究了洛美沙星与Al^3＋及DNA的相互作用。实验结果表明,AP能够与洛美沙星（LMX）形成二元配合物,并且一定浓度范围内Al^3＋对DNA和LMX的结合具有明显的促进作用。讨论了LMX—AI（RI）配合物与DNA的结合机理,证实LMX—Al（Ⅲ）配合物通过沟槽结合的方式与DNA结合,为进一步研究洛美沙星药物的抗菌杀菌机理提供了参考依据。     

溶剂与杂质对11α羟基-16α,17α-环氧黄体酮晶习的影响

The effects of solvent and impurity on the crystal habit of 11α-hydroxy-16α, 17α-epoxyprogesterone (HEP) grown from solution were studied by scanning electron microscope. Long prismatic crystals were produced when HEP was crystallized from pure acetone and N,N-dimethylformamide, while blocky crystals were produced from pure chloroform by cooling crystallization. One kind of isomorphic impurity, 16α, 17α-epoxyprogesterone (EP)was selected to examine its effect on the HEP crystal habit. When the content of EP in the mother liquor is very high (55.45%, solvent free basis), the habit of produced HEP crystals was greatly modified from prismatic to octahedral. The differential scanning calorimetry and X-ray powder diffraction analyses showed that the change of crystal habit was originated from the crystal structure modification.     

铝铋离子掺杂对ZnO量子点荧光性能的影响研究

以二水合醋酸锌作为前驱体,无水乙醇作为溶剂,聚乙二醇(PEG-400)作为分散稳定剂,利用一种简单温和的方法制备Al~(3+)、Bi~(3+)掺杂氧化锌量子点,分别研究Al~(3+)、Bi~(3+)单掺,共掺对量子点荧光光谱性能的影响。结果表明:在紫外灯照射下,量子点颜色为绿色。在360 nm的激发下,ZnO量子点在524 nm附近有较的发射峰。随着掺杂离子用量的增加,ZnO量子点可见光区发射峰形状不变,单掺和共掺Al~(3+)、Bi~(3+)都使ZnO量子的荧光峰值减弱,但单掺Al~(3+)使荧光峰发生了红移。     

铁离子杂质对过硫酸钠结晶过程的影响

研究了铁离子杂质对过硫酸钠结晶过程的影响。铁离子杂质的存在使过硫酸钠溶液介稳区变宽 ,晶体生长速率减慢。并得到过硫酸钠溶液的介稳区宽度、晶体生长速率与铁离子浓度之间的定量关系为△θmax=- 0 0 8c2 +0 0 7c +5 6 1,G =0 .6 2 1c2 - 5 5 73c +2 0 2 2 1。     

计算机模拟溶剂对对苯二酚晶习的影响

针对苯二酚的单晶结构,采用BFDH和AE模型对对苯二酚的理论晶习进行了模拟,然后利用分子动力学模拟计算了对苯二酚各晶面在水溶液中与水分子的相互作用能,并利用修正的AE模型对水溶液可能出现的晶习进行了模拟计算,计算结果与实际晶习一致。     

Experiment and numerical simulation of the influence mechanism of kinetic factors on rapid growth of KDP crystal

A series of KDP crystals at different rotation speeds ranging from 9 to 120 rpm were grown by rapid growth method. The results fully demonstrate that rotation speed as a key kinetic parameter has a great influence on the whole crystallization process. Moreover, an important characteristic has been proved that the growth rates along X and Z-direction increase with the increase of rotation speed lower than 100 rpm, while the rates of X-direction are always greater than Z-direction. Combined with numerical simulation method, the correlations of solution stability with kinetic factors including rotation speed, crystal size and growth platform are explored in detail. During the crystallization process, the thickness of boundary layer decrease and a higher flow rate is caused with the increase of rotation speed below 100 rpm, and the generation of inclusions at lower speed may be associated with the slower flow rate of growth solution. The stability of solution gradually decreases as the rotation speed ranges from 100 to 120 rpm. Furthermore, the computed results of R_e imply that reducing rotation speed as increasing of crystal size may be an effective method to obtain high-quality and large-scale KDP crystal by rapid growth technique. Comparing to the growing platform with four columns, the platform with two circular connecting columns play an active role in influencing the growth rate of KDP crystal, especially in axial direction.     

Cr^3＋对Al2O3陶瓷膜微观结构及耐酸性能的影响

研究了Cr^3＋的添加量与膜耐酸性的关系及Al2O3陶瓷膜的质量损失率随硝酸浓度及酸浸时间变化的规律。结果表明，Cr2O3的加入量为2%时，用10mol/L硝酸浸蚀168h后质量损失率为0.042%，抗折强度为74MPa；加入Na2O的质量损失率为0.32%，抗折强度为56MPa，Cr^3＋的引入使Al2O3陶瓷膜的耐酸腐蚀性能得到显著改善。     

掺铒铝酸钇(Er~(3+):YAlO_3)单晶生长

开拓新波段的应用是现今固体激光器发展方向之一。掺铒铝酸钇(Er~(3+):YAlO_3)激光晶体是1.66μm及2.7—2.9μm波段固体激光器重要工作物质。本文着重描述Er~(3+)YAlO_3原料硝酸去水、氮气氛加少量氧以及熔体过热等对生长的晶体质量的影响。     

Ce~(3+):LiYF_4和Ce~(3+):LiLuF_4晶体生长与其紫外光谱特征

采用提拉法在CF4气氛中生长高质量掺Ce3+的LiYF4和LiLuF4晶体.测试了晶体的紫外光谱,并从配位场理论角度解释了Ce3+在2种氟化物晶体中紫外光谱特性的差异.结果表明:Ce3+在LiYF4晶体的吸收谱宽度比在LiLuF4晶体中更宽.Ce3+:LiYF4晶体的吸收峰和荧光峰的位置相对Ce3+:LiLuF4晶体的出现紫移.认为其主要原因是由于在LiYF4晶体中,Ce3+和相邻的F的距离更近,Ce3+的d电子与F之间的相互排斥作用更大.