氟化钙晶体的生长和应用研究

CaF2晶体作为一种传统晶体材料,应用十分广泛。文中综合介绍了CaF2晶体在深紫外光刻机的光学元件、激光晶体和被动Q开关三个领域的应用现状及趋势,归总了CaF2晶体具有的优异性能,阐述了CaF2晶体与深紫外准分子激光之间的作用,晶体结构对激光性能的影响,晶体生长和加工等诸多方面的研究进展。     

直径300mm氟化钙单晶的生长

正氟化钙晶体是一种重要的光学材料,具有立方对称性晶格,热机性能良好。物化性能稳定,不潮解,抗辐照损伤能力强,透光范围宽,在130 nm到10μm的波长范围内透光性能良好,应力双折射低(在200 nm以上无明显本征双折射),及折射率均匀高。在自然界氟化钙以萤石矿形式存在,因此,氟化钙早已引起人们的关注,甚至在第一次世界大战前后,就被用于制造显微镜和照相机镜头。随着真空坩埚下降法(Bridgman     

大尺寸氟化钙单晶的光谱特性

采用坩埚下降法成功生长了φ100 mm CaF2晶体,研究了不同条件生长单晶的缺陷和光谱性能.结果表明:当晶体生长过程中引入水等含氧杂质时,所生长的晶体不仅在1 500 nm附近产生非常宽的OH-两倍振动吸收带,而且在可见-紫外波段也形成强烈的色心吸收带.同时,杂质离子Ce3 的存在也导致晶体出现306 nm的吸收带.     

关于制备晶体的实验改进探讨

在硫酸铜晶体制备过程中，存在一些质疑，经过实验分析，提出一些改进意见，供同仁参考.     

氟化铵与硫酸钙制备氟化钙的试验研究

研究了以氟化铵和硫酸钙为原料,生产氟化钙联产硫酸铵的工艺,通过正交试验研究了反应最优条件,确定了最佳反应条件:氟化铵与硫酸钙物质的量为1.15∶1,反应时间为2.5 h,搅拌速度为100 r/min,氟化铵质量分数度为10%,反应温度为80℃。     

含氟混合酸制取氟化钙的研究

六氟磷酸锂生产企业副产大量混合酸,其主要成分是氟化氢和氯化氢。介绍了利用六氟磷酸锂生产企业副产的含氟混合酸和氯化钙为原料制备氟化钙并副产盐酸的生产工艺,并对工艺条件进行了研究。较佳工艺条件：反应温度为60 ℃,氯化钙溶液质量分数为50%,氯化钙溶液与含氟混合酸采用双向加入法（取含氟混合酸应加量的20%作为底液,将氯化钙水溶液和剩余含氟混合酸以一定的滴加速度同时加入反应器中）。对较佳工艺条件进行了验证实验,所得氟化钙产品质量达到企业一级品标准的要求,副产的盐酸质量分数达到25%以上。工艺流程简单,生产易于控制。     

从含氟底泥中提取氟化钙的研究

用石灰化学沉淀法处理工业含氟废水都会产生大量的底泥,其主要成分是氟化钙、氢氧化钙和碳酸钙。研究了以盐酸、纯碱和烧碱为原料将氟化钙从该底泥中提取出来的新工艺。该工艺过程主要由一次酸化、沉淀转化、烧碱除硅、二次酸化和烘干煅烧5个工序组成。工艺流程简单,工艺条件温和,对设备材质的要求不高,生产易于控制。工艺过程中没有废水、废气和废渣对环境的污染。产品氟化钙的收率可达96%以上,氟化钙的质量分数在90%以上,二氧化硅的质量分数在1.2%以下。有效地解决了底泥露天堆放的占地和环保问题,使氟资源得到了充分的循环利用。     

氟化钙荧光纳米晶的制备及在荧光打印中的应用

基于柠檬酸钠辅助水热法,利用不同氟化原料成功合成了氟化钙纳米晶.产物通过X-射线粉末衍射、透射电子显微镜、动态光散射、紫外吸收光谱和荧光光谱等表征手段分析.结果 表明氟化原料的差异不会对氟化钙的结晶状况,颗粒尺寸及颗粒形貌产生明显影响.氟化铵为原料制备的氟化钙纳米晶具有优异的胶体稳定性和显著的蓝色荧光性质.而氟化钠为原...     

磷酸二氢钾晶体的合成和生长实验的改进探索——以西北师范大学无机制备教学为例

根据学生在无机化学实验学习过程中出现的问题及反馈,本文将磷酸二氢钾晶体的合成和生长实验进行教学改进。在原有晶体的合成基础上,增加了晶体的分类、X-射线单晶衍射仪使用、cif文件信息的处理和3D模拟晶体软件Diamond的学习。通过对实验内容、实验过程进行深入的学习,学生在学习过程中遇到的问题得到了解决,他们的学习兴趣和自主学习能力也得到了提高。教师辅助学生查阅文献和分析整合资料,使学生具备了一定的科研基础。     

用含氟污泥和含氟硫酸生产氟化钙的工艺研究

含氟污泥,指的是用石灰化学沉淀法处理含氟废水后产生的底泥。含氟硫酸,指的是分解钽、铌矿石后排出的废液。研究了以含氟污泥和含氟硫酸为原料生产氟化钙的新工艺。该工艺由常压蒸馏、一次酸化、沉淀转化、二次酸化和烘干煅烧五个工序组成。工艺流程简单,生产易于控制。工艺过程中没有废水、废气和废渣对环境的二次污染。产品氟化钙的收率可达97%以上,氟化钙的质量分数在91%以上,二氧化硅的质量分数在1.0%以下。产品的质量完全可以满足生产氢氟酸等以萤石作原料的企业的要求。该工艺不但减轻了生产钽、铌企业处理含氟废水的负荷,而且有效的解决了含氟污泥露天堆放的占地问题以及对地下水源造成的二次污染问题,同时还使氟资源得到了充分的循环利用。     

导模法和温度梯度法生长r面蓝宝石

r面(0112)蓝宝石晶体可用作制备非极性GaN薄膜的衬底.采用温度梯度法(temperature gradient technique,TGT)和导模法(edge-defined film-fedcrystal growth,EFG)生长了质量良好的r面蓝宝石晶体.利用双晶衍射、光学显微镜、光谱仪观察和分析了晶体的结构和缺陷.结果表明:TGT法生长的r蓝宝石晶体的双晶摇摆曲线对称性好,半高宽值仅为18rad·s.位错密度为4×103cm-2,透过率达83%,晶体质量好.与TGT法相比,EFG法生长的r面蓝宝石晶体的结构完整性较差.位错密度为5×105cm-2,透过率仅为75%.但是EFG法具有晶体生长速度快,后期加工成本低的优点.     

大尺寸氟化铅晶体的生长

描述了不用高真空条件，在通常的Ｂｒｉｄｇｍａｎ－Ｓｔｏｃｋｂａｒｇｅｒ炉中，用高温下的反应方法，消除了原料及生长炉内残存的Ｏ＾２－及ＯＨ＾－，生长出优质，大尺寸的β－ＰｂＦ２晶体。在晶体生长时，出现的主要问题是在晶体中的针状结构及开裂，但可通过控制条件来解决。     

温度梯度法生长BaY2F8晶体

应用温度梯度法生长了BaY2F8单晶.实验表明:温度梯度、降温速率、坩埚形状和尺寸是影响BaY2F8晶体生长的重要因素.温度梯度为6 ℃/mm,降温速率小于6 ℃/h,用相对较小的坩埚圆锥角度,可以获得质量较好的BaY2F8单晶体.X射线定向分析表明:温度梯度法生长的BaY2F8晶体的生长轴平行于[001]方向.结合晶体结构图分析,可认为晶体的[001]方向为结构的强键延展方向,是晶体生长的优势方向.     

掺镱氟磷酸钙(Yb∶FAP)晶体的生长

用高频感应提拉法生长了掺Ｙｂ３＋氟磷酸钙（Ｙｂ∶ＦＡＰ）晶体,获得了理想的生长工艺参数．为消除晶体中通常存在的宏观缺陷,研究了晶体的退火条件．生长的晶体毛坯尺寸为２２ｍｍ×４５ｍｍ．对晶体进行了初步的位错观察,并估算了晶体的位错密度．     

压电微晶玻璃Ba2-xSrxTiSi2O8极性微晶温度梯度取向生长分析

利用熔融法制备了BaO-SrO-TiO2-SiO2(BSTS)玻璃,并在温度梯度条件下制备了极性微晶Ba2-xSrTiSi2O8沿c轴一维取向的压电微晶玻璃。用X射线衍射分析和扫描电镜对极性微晶的结构和其取向生长进行了分析。建立了极性微晶沿c轴取向生长的模型,用模型计算的结果与实验结果相一致。结果表明;在光滑的表面。极性微晶以c轴沿温度梯度方向一维取向生长。     

铒/镱共掺硼酸钙镧晶体的生长和光谱性质

在CaO-Li2O-B2O3助熔体系中,生长了掺铒和镱的硼酸钙镧(Er3 :Yb3 :La2CaB10O19,Er:Yb:LCB)晶体.Er:Yb:LCB晶体中Er3 ,Yb3 的分凝系数分别为0.50,0.25.X射线衍射分析表明:Er:Yb:LCB和LCB具有相同的晶体结构.Er:Yb:LCB晶体的熔点大约为1046℃.Er:Yb:LCB晶体的吸收光谱和荧光光谱的测试结果表明:与Er:LCB相比,Er:Yb:LCB晶体在970 nm的吸收系数显著提高,在1 531 nm的发射强度也显著增强,其荧光寿命为0.48 ms.     

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     

梯度多孔陶瓷的制备技术

梯度多孔陶瓷具有高过滤精度、大透气系数、反洗效果好等特点,显示出广阔的应用前景。本文介绍了梯度多孔陶瓷的类别、表征手段和制备方法,重点介绍了一种绿色新工艺—冷冻干燥法的工艺及特点,为梯度多孔陶瓷的产业化发展提供参考。