熔体内重力对流速度场的实验研究及其理论分析

应用最近开发的高温光学实时观察法研究了铌酸钾熔体的重力对流现象．通过加热直径为2．5mm的圆环形坩埚,形成厚度为0．2mm的圆形KNbO₃熔液．实验测量了熔体内温度和流体速度的分布,并从理论上对速度场的分布给出了定量分析．     

磁场对KNbO3熔体中温度分布影响的实验研究

研究了磁场对ＫＮｂＯ３熔体中的温度分布的影响,利用加磁场的休仑微分干涉显微实时观察装置及一种近似的间接测量方法。对在不同磁场强度０、７０、１１７、１３５ｍＴ下,ＫＮｂＯ３Ｏ熔体中的径向温分布进行测量。     

低频率振动下四硼酸锂的Bridgman生长

研究了振动对四硼酸锂晶体生长的影响,从几个基本流体力学方程出发,对加振动后的方程进行了一定的分析,得到振动后的熔体运动模式与容器直径、流体高度、时间有关、然后通过模拟实验选择了合适的振动,熔体的高度和容器的直径,将其用于实际的Ｌi2B4O7晶体生长,并对在其它生长条件相同的情况下加振动的ＢＲ方法生长的ＬＢＯ晶体与不加振动的ＢＲ方法所生长的ＬＢＯ晶体进行了比较,得到了合适的振动下,晶体质量比在其它生长条件相同情况下不加振动生长的晶体质量更好。     

晶体生长三维实时观察技术研究

最近建立一套用干晶体三维实时观察的装置,主要分为光学观察部分,晶体生长部分,结果处理部分．采用二目观察法记录晶体生长和流体运动．设计并制造适于Ｂｒｉｄｇｍａｎ法晶体生长的生长炉和坩埚．初步观察到ＮａＮＯ_３晶体的固液界面形貌,并通过图像处理软件还原为三维真实图像．     

应用轮廓吻合法测量Li2B4O7·KNbO3溶液的表面张力系数

讨论了一种表面张力测量方法－－轮廓曲线吻合法,它是一种应用计算机技术,用数字图像信息处理液滴轮廓的方法,应用数字图像测量和信息处理技术,将置于氮化硼水平平板上的LiB4O7 KNbO3液滴的轮廓 图像记录在录像带上,然后转换成数字图像数据,并与理论方程的数值解吻合,求得表面张力系数,用这种方法测得的Li2B4O7 KNbO3溶液的表面张力温度系数和表面张力溶 质系数分别为γT（mN/m)=210 0.15(T-900度）,900度≤T≤1000度,γc(mN/m)=229-0.45(CKN-10wt%),10wt%≤CKN≤30wt%。     

低频率振动对液体表面流动的影响

以Al粉为示踪粒子,对甘油+水的混合液施加一个连续可调的振动振幅;利用CCD摄像头采集流场信号,首次观察到了不同振幅下液体表面不同的谐振现象;并测量了不同谐振点时液体表面流动的速度;用实验现象清晰的反映了液体表面行为随振幅的变化.     

对流效应和溶质浓度对KNbO3晶体界面形貌稳定性的影响

研究了在不同对流形态对KNbO3晶体生长形貌的影响。在温度梯度较小的扩散-平流区域,晶体以枝蔓晶的形态生长;而在温度梯度的较大的扩散-对流区域,生长出的晶体呈现光滑晶面。通过测定不同区域KNbO3晶体界面附近的溶质浓度分布,从对流效应降低晶体界面附近的溶质浓度分布的不均匀性的角度研究了对流效应对晶体界面形貌稳定性的影响,证明对流效应提高了晶体界面形貌稳定性,与晶体界面弥散度的理论计算相一致。同时解释了扩散-对流区域的晶体尺寸大于扩散-平流区域的晶体尺寸的原因。观察并定性地解释了不同溶质浓度KNbO3形成不同的界面非稳定形貌,当KNbO3重量百分比为20wt%时形成骸晶,30wt%时形成枝蔓晶。     

氧化物溶液表面张力对流速度场研究

利用示踪粒子获得直径为２ｍｍ的环状铂金坩埚内Ｌｉ_２Ｂ_４Ｏ_７＋ＫＮｂＯ_３熔体近坩埚区域的表面张力对流速度场;并从理论上推导出表面张力对流速度场解析表达式,推导结果与实测结果一致．     

四硼酸锂晶体解理的形成机理

本文从结晶化学角度研究了Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７晶体结构，根据晶体的结构基元为［Ｂ４Ｏ９］＾６－络阴离子，并用计算机绘出了该络阴离子在｛００１｝，｛１００｝，｛１１０｝面上的投影，由［Ｂ４Ｏ９］＾６－络阴离子的结晶方位和分布确定了晶体的开裂是沿着络阴离子之间相连接的桥氧部位所断裂的。     

表面张力对流对 BaB2O4晶体生长界面边界层的作用

利用高温光学实时观察方法，实时地观察了BaB2O4（BBO）高温熔体的表面张力对流效应以及BBO单晶的旋转生长过程，计算了固液界面附近的浓度、温度以及动量边界层厚度δc，δT和δv，并研究了热毛细对流对边界层厚度的影响．结果发现，浓度边界层厚度远远小于温度以及动量边界层厚度，说明晶体生长过程中，质量扩散在界面输运过程中起着主导性作用，同时发现，边界层厚度随体系无量纲Marangoni数的增大而线性地减小．