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晶体孳生总结

2022-01-16 20:26分类:焕颜医美 阅读:

晶体:是离子、原子或分子遵守必定的空间布局排列所构成的固体,其质点在空间的分布具有周期性和对称性,因而晶体具有规则的外形。

非晶:日常是指原子排列“短程有序,长程无序”的结晶状态。

晶体

非晶体

固定的熔点

无固定熔点

各向异性

各向同性

具有整齐规则的几何外形

质点不呈周期性排列

单晶:即结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列,或者说晶体的集体在三维倾向上由统一空间格子构成,整个晶体中质点在空间的排列为“长程有序”。

多晶:多多取向晶粒的单晶荟萃,每个单晶的大小和形状差别,而且取向也是凌乱的,他国清楚的外形,也不外现各向异性。

晶粒:晶粒是另外一个概念,起先挑出这个概念的是固结理论。从液态变化为固态的过程起先要成核,然后孳生,这个过程叫晶粒的成核长大。晶粒内分子、原子都是有规则地排列的,因此一个晶粒就是单晶。

晶体孳生:所谓晶体孳生是物质在特定的物理和化学条件下由气相、液相或固相形成晶体的过程。

参考链接:http://muchong.com/t-1550268-1

人造相符成晶体的首要途径是从溶液中教育和在高温高压下经历同质多像的变化来制备(如用石墨制备金刚石)等。殷?方式许多,下面简要介绍几栽最常用的方式。

熔体孳生:

(1)挑拉法:一栽直接从熔体中拉出单晶的方式。熔体置坩埚中,籽晶固定于不妨旋转和升降的挑拉杆上。降矬挑拉杆,将籽晶插入熔体,调节温度使籽晶孳生。升迁挑拉杆,使晶体一面孳生,一面被徐徐地拉出来。这是从熔体中孳生晶体常用的方式。用此法不妨拉出多栽晶体,如单晶硅、白钨矿、钇铝榴石和均匀透明的红宝石等。

(悬浮挑拉、顶部籽晶挑拉TSSG)此设备可采用挑拉法(用籽晶从熔融态中挑拉出单晶)或布里奇曼法(将样品封入到小石英试管里,石英试管在加炎区内向下移动)孳生各栽单晶。

特点:

(1)可操纵定向籽晶,挑高晶体完整性并得到所需布局取向的晶体;

(2)不益看察方便,控温精度高,可较快的孳生速率孳生高质量的晶体;

(3)晶体不与坩埚接触,可显然减小晶体的答力和坩埚壁寄生成核的影响;

(4)弗成用来孳生在冷却过程中有固态相变的材料;

(5)逆答性较强或熔点极高的材料,不适用此方式孳生。

籽晶孳生单晶的流程:

(2)坩埚降低法:用于晶体孳生用的材料装在圆柱型的坩埚中,坩埚缓慢降低并经历一个具有必定温度梯度的加炎炉,炉温限定在略高于材料的熔点附近。坩埚在经历加炎区域时,坩埚中的材料被熔融,当坩埚延续降低时,坩埚底部的温度先降低到熔点以下,并开起结晶,晶体随坩埚降低而延续长大。这栽方式常用于制备碱金属和碱土金属卤化物和氟化物单晶。

对答产品(特点):坩埚不动、加炎炉降低

特点:

(1)坩埚可密封,蒸发少,组分易限定;

(2)操作伶俐,孳生过程易于程序化、自动化;

(3)生产效率和制品率较高,易于工业化生产;

(4)可直接孳生所需的大尺寸异型晶体;

(5)不宜孳生负膨大系数的晶体;

(6)晶体内答力较大,熔体温度分布下底上高,对流差,孳生周期长;

(7)直接不益看察和操纵籽晶均比较难得;(如何使籽晶在高温区既不统统熔融,又必须使它有单方熔融以进走统统孳生,是一个比较难限定的技术题目。)

(8)体系的自排杂能力弱,晶体中杂质较多;

(9)对坩埚的技术恳求更高一些。(有倾斜角度的坩埚,有利于晶体解放孳生)

参考链接:https://max.book118.com/html/2016/0704/47299371.shtm

(3)区熔法:单方加炎使物料熔融,移动加炎带,熔化单方开起结晶。伪如在多晶材料一端布置籽晶,结晶就会以籽晶倾向形成单晶,直至物料统统转化成单晶(晶向与籽晶的类似)。 

对答产品:

程度区熔法:首要用于材料的物理挑纯,也常用于晶体孳生。

特点:

(1)无坩埚,污浊少;

(2)可孳生高熔点氧化物、碳化物材料;

(3)具有必定的挑纯收效;

(4)炎答力大;溶质分布不均匀;

(5)采用射频加炎时,对材料的电阻率有必定的恳求;

(6)对加炎与呆板传动体系有较高恳求。

(4)焰熔法:是一栽用氢氧火焰熔化粉料并使之结晶的方式。粉料受震撼经筛网落下,氧气进入将粉料吹下,氢和氧在喷口处夹杂燃烧,粉料经火焰的高温而熔化并落于结晶杆上,限定杆端的温度,使落于杆端的熔层逐步结晶。为使晶体孳生有必定长度,可使结晶杆逐步下移。用这栽方式成功地相符成了如红宝石、蓝宝石、尖晶石、金红石、钛酸锶、钇铝榴石等多栽晶体。

对答产品:

特点:

(1)不操纵坩埚,无坩埚污浊题目,成本矬;

(2)孳生速度快,可孳生较大尺寸的异型晶体;

(3)就绪孳生高熔点氧化物晶体,适宜性广;

(4)设备伶俐,生产率高,易于工业化生产;

(5)限定温场的安笑性比较难得;

(6)温度梯度大,晶体内答力和位错密度较高;

(7)对材料的形状恳求高,孳生过程中材料耗损较大;

(8)不宜孳生易蒸发或易被氧化的晶体。

参考链接:https://wenku.baidu.com/view/31ca04b22e3f5727a4e962ff.html?from=search

(5)水炎法: 在高温高压下从过饱和开水溶液中教育晶体的方式。用这栽方式不妨相符成水晶、刚玉(红宝石、蓝宝石)、绿柱石(祖母绿、海蓝宝石)、石榴子石及其它多栽硅酸盐和钨酸盐等上百栽晶体。

(行使高温高压的水溶液使在一些在大气条件下不溶或难溶于水的物质经历融化或逆答生产该物质的融化产物,并达到必定的过饱和度,经过梯度升温、恒温、梯度降温等步骤而进走结晶和孳生的方式)

特点:适于孳生熔点很高,而在常温常压下又不溶于各栽溶剂或融化后即分解,且弗成再结晶的晶体材料。

高压釜上部为结晶区,悬挂有籽晶;下部为融化区,布置教育晶体的材料,釜内填装溶剂介质。缘故结晶区与融化区之间有温度差(如教育水晶,结晶区为330-350℃,融化区为360-380℃)而产生对流,将高温的饱和溶液带至矬温的结晶区形成过饱和析出溶质使籽晶孳生。温度降矬并已析出了单方溶质的溶液又流向下部,融化教育料,如许循环去复,使籽晶得以延续延续地长大。

参考链接:

https://wenku.baidu.com/view/09fd1418370cba1aa8114431b90d6c85ed3a880b.html?from=search

(6)泡生法:其原理与挑拉法一样,起先材料熔融,再将一根籽晶与熔体接触,伪如界面的温度矬于固结点,则籽晶开起孳生。为了使晶体延续长大,就必要逐步降矬熔体的温度,同时旋转晶体,以改善熔体的温度分布。也不妨缓慢地(或分阶段地)上挑晶体,以扩大散炎面。放肩阶段与挑拉法一样,停留或保持旋转,以调整各倾向均匀孳生,降矬拉速使晶体长到预期的直径,然后保持或停留拉速,缘故结晶过程的本身特点,在体面的温度梯度下,晶体能自走落成等径孳生。晶体在孳生过程中或孳生了局时不与坩埚壁接触,这就大大缩小了晶体的答力,不过,当晶体与赢余的熔体脱离时,日常会产生较大的炎冲击。

特点:

(1)放肩阶段和等径阶段晶体是有很大一单方在融体内部,缘故结晶过程的本身特点,使得孳生到必定程度,伪如温度设定体面不必要向上挑拉籽晶就能实现晶体延续结晶,落成孳生。

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