钼酸铅晶体中包裹体的组态和散射

本文着重研究了钼酸铅晶体中包裹体的组态和散射特征。实验结果指出:在钼酸铅晶体中的包裹体主要由气泡和片状包裹体组成。通过光学显微术、X射线和电子探针等分析,定性地认为片状包裹体是由另一种晶相——Pb_2MoO_5组成。对一批正交试验法生长的钼酸铅晶体的光学测试以及对包裹体的分布密度和散射率的测量结果表明:包裹体是影响钼酸铅晶体光学质量和器件性能的主要因素,并指出了钼酸铅晶体的光学质量与生长工艺参数之间的密切关系。 最后,从钼酸铅晶体生长中的原料组分配比和工艺参数的分析中,初步探讨了包裹体的成因。     

同位素~7LiNbO_3晶体的生长工艺研究

以Nb_2O_5和~7LiOH为原料,通过多次烘料、制备多晶料和晶体生长等过程,探索生长高质量的同位素~7LiNbO_3晶体的生长工艺,为实现中子散射技术更好地分析铌酸锂晶体的微观结构提供条件。通过紫外吸收边法测得生长的晶体组分为~7Li%=47.47%,由于~7LiOH的不稳定性,晶体组分偏离同成分点(48.4%)较大。差热(DTA)分析结果表明晶体的熔点为1218℃。热重(TG)分析结果表明晶体在室温至1250℃范围内稳定,无质量变化。透过光谱分析结果表明晶体在500~3200 nm波段平均透过率达75%。     

自动控制在晶体生长中的应用

将自动控制技术应用到人工晶体生长中，可有效提高晶体生长的稳定性、一致性和重复性，大幅提高晶体生长的成功率和降低生产成本，同时有效避免了人为主观因素对晶体生长的影响，有利于提高晶体生长质量。开展了自动控径技术生长YAG系列激光晶体的研究，成功生长出高质量YAG系列激光晶体，实现了晶体生长全程自动化控制。本研究结果可广泛应用于不同工艺的晶体生长。     

磷锗锌晶体制备中的化学配比控制研究

分析了磷锗锌(ZnGeP_2)化学配比偏离产生的原因和对晶体造成的不良影响,提出了改进的方案。通过采用富P配料,提高生长料的装满度等措施,并运用改进的布里奇曼法,科学地设计出一个适宜晶体生长的温场,成功获得尺寸为Φ22 mm×45 mm的磷锗锌单晶。利用EDS和FTIR对生长的晶体进行表征,结果表明晶体化学元素配比接近理论值红外透过率高,满足光学器件的制做要求。     

散热参数对冷心放肩微量提拉法生长蓝宝石晶体影响的数值模拟

利用数值模拟分析的方法,研究了冷心放肩微量提拉法生长蓝宝石晶体过程中热交换器散热参数对晶体质量的影响趋势;分析了热交换器的散热参数变化对晶体生长的固液界面凸出率和晶体内温度分布、温度梯度的影响.结果表明,热交换器的对流换热系数和工作流体的温度变化对晶体生长的固液界面突出率和温度梯度具有相似的影响效果;且在晶体长到一定尺寸后,只靠加大热交换器的散热热能力,不足使晶体继续生长.     

勾形磁场下重力水平和温度梯度对CdZnTe分离结晶生长的影响

为了了解勾形磁场下相关参数对CdZnTe晶体生长的影响,利用有限元法对坩埚内的热量和动量传递过程进行了全局数值模拟。分析了不同的磁场强度下重力水平、壁面温度梯度对CdZnTe晶体生长过程的影响。结果表明：重力水平存在1个临界值,此时CdZnTe熔体内最大流函数最小,流动最弱。随着温度梯度逐渐增大,熔体内最大流函数也逐渐增大,熔体的流动越来越强,不利于晶体稳定生长。通过施加勾形磁场,能有效抑制熔体内的流动,有利于晶体的稳定生长,为地面条件下制备大尺寸CdZnTe晶体创造了条件。     

蛋氨酸CO2酸化半间歇反应结晶动力学研究

针对海因法合成蛋氨酸工艺，利用间歇动态法、以蛋氨酸钾为原料研究了CO₂酸化条件下蛋氨酸的反应结晶过程，建立结晶动力学模型。通过矩量变化法求解粒数衡算方程，利用最小二乘法对数据多元线性回归得到结晶动力学参数。结果表明：晶体生长类型为粒度无关生长，晶体生长活化能为21.01 kJ·mol^-1,成核与生长速率方程中过饱和度的指数分别为0.62和1.52,晶体聚结对结晶过程的影响不可忽略。气体表观速率、搅拌速率对晶体成核与聚结均有明显影响。高过饱和度与高搅拌转速不利于晶体平均粒径的增加。     

物理气相传输法制备大面积AlN单晶

以自制[0001]正晶向sic衬底为籽晶,采用物理气相传输法制备了直径42 nm、厚度700 μm的AlN单晶层.介绍了晶体生长系统和生长工艺条件;分析了样品的相组成和形貌.结果表明:样品中SiC-AlN界面明晰,AlN单晶层透明、形貌平整,具有微台阶表面特征.Raman光谱和X射线衍射测试显示该层结晶性好,无杂质相,为典型的2H单晶晶型,生长面为标准的c面正晶向.     

磷酸二氘钾晶体快速生长及其均匀性

高功率激光系统的发展对大尺寸、高性能磷酸二氘钾(DKDP)类晶体的需求越来越大。快速生长法较传统法可大幅缩短晶体生长周期，提高晶体生长效率。但是快速生长DKDP晶体锥面区和柱面区性能存在差异，导致不同位置的性能存在不均匀性，限制其在高功率激光系统中的应用。通过合成晶体生长溶液，采用点籽晶快速生长法生长了中等口径的高氘DKDP晶体，使用透过光谱，从线性吸收角度分析了快长DKDP晶体用作电光开关和频率转换器的可行性。结合Raman光谱技术及摇摆曲线的测试方法分析了晶体氘含量和结晶质量均匀性，为大尺寸DKDP的生长和应用提供参考。     

白宝石弓形片晶体生长研究

;对于采用电阻加热导模法生长白宝石弓形片来说,模具顶端的温度场对晶体外形控制起着关键作用.实验发现模具顶端附近径向温度梯度1.6℃/mm、轴向温度梯度3.3℃/mm时,晶体生长较易获得理想的晶体外形.对于晶体生长过程中产生的气泡,实验设计了合适的模具、找到了适宜的工艺参数,有效地解决了这个问题.小角晶界的产生,可通过选用高质量的籽晶、采用缩径放肩工艺、调整模具顶端的形状来消除.通过这些问题的解决,实验生长出外形(2.6×30×240)mm和晶体内部质量符合手表镜面要求的白宝石弓形片.     

钨钼复合热屏对泡生法生长蓝宝石晶体质量的影响

热场结构决定了晶体生长的热量、质量传输条件和晶体生长环境。利用专业晶体生长模拟软件CGSim,用数值模拟技术分析了晶体的温度场和应力场,研究了全钼热屏和钨钼复合热屏热场结构对蓝宝石晶体生长的影响。结果表明:钨钼复合热屏能够提供均匀的温度场,降低了晶体内部轴向和径向温度梯度以及晶体表面温度梯度,减小晶体内的热应力,晶体质量明显提高。     

坩埚下降法生长铌酸锂晶体

采用坩埚下降法,生长了直径为5 cm的铌酸锂晶体.探讨了晶体生长工艺条件,测试了晶体的透过光谱.所得晶体呈浅茶色,分析认为主要是氧空位缺陷所致.铌酸锂晶体通常用作声表面波(surface acoustic wave,SAW)器件的基片,氧空位缺陷可增加基片的电导率,减少器件制造过程中晶片开裂,有利于提高SAW器件成品率.     

细直径管状、杆状白宝石的导模法生长及其应用

用导模法生长了细直径的管状、杆状白宝石单晶。研究了生长工艺对晶体完整性的影响,使导模法生长的细直径白宝石晶体质量达到与焰熔法晶体相当的水平。管状晶体已用于特种光源的研制;杆状晶体生长工艺已推广至工厂,用于仪表宝石轴承的批量生产。由于导模法生长能简化晶体的后加工工艺,加之实现了多头导模生长,使产品成本降低,取得了较好的经济效益。     

双酚A-苯酚加合物结晶动力学

提出了一种新的间歇动态法,用来测定晶体成核与生长动力学参数。对粒数密度衡算方程进行变换,可测定晶体生长速率;通过建立晶体生长速率与成核速率之间的定量关系式,求得晶体成核速率。应用该方法,测定了双酚A-苯酚加合物结晶动力学参数。     

掺镱钇铝石榴石激光晶体生长与开裂

采用提拉法生长了掺杂5%(摩尔分数)Yb3+的Yb:Y3Al5O12(Yb:YAG)晶体,并对晶体生长工艺进行了研究。从理论上分析了生长速率、转速、热应力、晶体尺寸对晶体开裂的影响。确定的最佳工艺条件为:晶体放肩和等径生长速率分别为0.8mm/h和1mm/h;转速为15r/min;轴向温度梯度为0.01～0.05℃/mm。所得晶体的最佳直径为15～25mm。     

制备CdSiP_2单晶体的研究进展

磷硅镉(CdSiP_2)晶体是一种性能优异的新型红外非线性光学晶体材料。自上世纪60年代末期,人们尝试采用卤素辅助气相输运和锡熔液生长法生长CdSiP_2晶体,但得到的晶体尺寸小、质量差,不能满足器件制备的要求。水平梯度冷凝法虽然可以生长较大尺寸晶体,对生长技术和设备条件的要求较高,生长环境不稳定,无法解决化学计量偏离和孪晶缺陷等的问题。近年来,采用布里奇曼法获得了尺寸较大、质量较好的CdSiP_2单晶体,为激光频率转换器件的制备奠定了基础,但晶体性质参数的缺乏、生长工艺的不成熟与难以避免的宏观缺陷严重制约了器件的应用,也是亟待解决的问题。     

Bridgman法晶体生长过程中界面形状的改变

对不同生长条件下,Bridgm an法晶体生长过程进行了计算,对界面形状的改变的规律加以总结,并讨论了不同生长条件对界面形状的改变的影响。换热系数、导热系数和晶体宽度是影响界面凸凹程度及其变化趋势的重要参数。     

弛豫铁电晶体PZNT生长的几个关键问题

新型弛豫铁电晶体(1-x)Pb(Zn1 3Nb2 3)O3-xPbTiO3(PZNT)是一种复合钙钛矿结构的固溶体晶体,具有比传统压电陶瓷PZT远为优越的压电性能,在医用超声成像、声纳、微位移器等方面有着广阔的应用前景。由于该晶体组成复杂,熔体析晶时存在钙钛矿与焦绿石两相的竞争,且PbO组分对Pt坩埚和籽品均能产生腐蚀．采用提拉法等传统生长工艺很难获得钙钛矿结构的实用化的PZNT晶体。目前普遍采用助熔剂来抑制焦绿石相的生成,并且在传统生长工艺的基础上发展了多种改进工艺。结合作者实验室近儿年来在PZNT晶体生长方面的研究结果和实践经验,讨论了助熔剂及其配比的选择、生长技术的发展、工艺参数与晶体性能优化等关键技术问题。     

加压水溶液法制备工艺对α型高强石膏性能的影响

采用加压水溶液法以脱硫石膏为原料制备高强石膏,其工艺参数是决定高强石膏制备品质的关键。通过研究水热温度、水热时间、搅拌转速及料浆浓度四种工艺参数对α型高强石膏性能的影响规律,对不同工艺参数下制备样品的晶体形貌和石膏相组成进行定性及定量分析,并优化出加压水溶液法制备α型高强石膏的最佳工艺。结果表明,水热温度对生成晶体的尺寸及长径比的影响较大,水热时间主要影响晶体的尺寸,对长径比的影响不大,而水热温度和水热时间是影响α型高强石膏相组成的重要因素。搅拌转速和料浆浓度主要影响高强石膏尺寸及长径比,对石膏相组成影响不大。在最佳工艺条件下:水热温度130 ℃、水热时间4 h、搅拌转速250 r/min及料浆浓度30%(质量分数),制备的α型高强石膏2 h抗折强度为5.4 MPa,烘干抗压强度为41.9 MPa。     

化学气相沉积法生长透明硒化锌多晶

采用化学气相沉积(CVD)法,在Zn-Se-Hz-Ar体系中生长了用于红外光学窗口的ZnSe透明多晶体。测定了ZnSe样品的XRD谱和红外透过光谱,用光学显微镜观察了样品的显微形貌;讨论了CVD工艺中生长参数对ZnSe晶体质量的影响。研究结果表明：通过优化的生长工艺,生长温度在500～750℃,压力在100～1500Pa的范围内,可以制备出高质量ZnSe多晶体;在8～12μm波段范围内,其红外透过率达70％以上。