六角片状氢氧化镁(001)晶面优先生长条件的研究

以常温工业合成氢氧化镁为原料,采用水热法制备六角片状氢氧化镁阻燃剂.研究了水热条件对氢氧化镁(001)晶面生长的影响并从生长基元的角度对其进行了解释.采用SEM、XRD、激光粒度仪和接触角测试仪对水热处理后的氢氧化镁进行表征.结果表明,原料初始粒度越小越有利于(001)晶面生长,当水热介质中碱浓度为6～8mol/L、水热温度为140～180℃时,氢氧化镁(001)晶面的生长速度最快,当氢氧化镁的含量大于15wt;时会明显抑制(001)晶面的生长.     

非线性光学晶体CBO的缺陷形貌分析

以碳酸铯和硼酸为原料采用泡生法生长出三硼酸铯(化学式CsB3O5,简称CBO)晶体,首次报道了利用同步辐射白光X射线形貌术对CBO晶体的(001)面、(010)面和(100)面进行了观察.观察结果表明,CBO晶体的主要缺陷是生长层.缺陷形成的原因是晶体生长炉内热流的非稳态对流和温度振荡导致晶体的微观生长率随时间变化,溶质粒子不能均匀分布在晶体生长前沿.     

浸没籽晶法生长La2CaB10O19单晶的研究

采用浸没籽晶法以CaO-Li2O-B2O3为助熔剂生长出La2CaB10O19单晶.籽晶的方向对晶体质量有较大的影响.晶体结构导致生长出的晶体均呈现板状外形,并且容易沿(001)面解理;捆绑晶体的铂丝嵌入晶体加剧了晶体的解理.然而解理和铂丝嵌入对不同方向籽晶生长出晶体的质量影响各不相同,对于晶体生长过程溶质输运的影响也不相同,实验发现,[101]方向为本实验条件下最佳的晶体生长方向.     

常压化学气相输运法合成Zn1-xCoxO晶体

本文采用高温化学气相输运法,温度970℃,在蓝宝石和石英基片上制备Zn1-xCoxO晶体.电子扫描显微镜(SEM)观察发现,蓝宝石晶片上的晶体形貌较SiO2 晶片上的规整,晶体呈现六棱柱或六棱锥体,一般显露柱面m{101-0}、正锥面p{101-1}、负极面c{0001-}和正极面c{0001},晶体表面光滑.在石英基片上得到的Zn1-xCoxO晶体生长的棱面较模糊,基片的部分晶体非定向密集生长,连续形成薄膜结构.X衍射证实晶体为ZnO纤锌矿结构.X光能谱﹙EDS﹚测量表明 ZnO 晶体有钴离子的存在,且浓度随原料中的Co2O3:ZnO的比值增大而增加 .     

水热法合成羟基磷灰石的微分析研究

以CaCO3和CaHPO4·2H2O为前驱体,采用水热法制备了羟基磷灰石(HAP)晶体,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析仪(EDS)系统研究了pH值、水热温度、反应时间、Ca2+浓度等条件对合成HAP晶体微结构及晶体生长的影响,同时对其生长机理进行了探讨.结果表明:随着水热合成温度的升高、时间的延长、Ca2浓度的增加,晶体发育越完整,HAP晶体的长径比呈增大趋势;体系的pH值对HAP晶体的生长有较大的影响,随着pH值的增加HAP晶粒的大小、长径比减小趋势明显;在水热温度为200℃,pH值=10,时间8h的条件下,可得到结晶度高、晶形完整清晰,端面尺寸在50～ 70 nm,生长极性明显的六方柱状的一维n-HAP晶体.EDS分析结果证实合成的HAP平均钙磷比约为1.70左右,同理论值比较相符.点分析研究表明晶体端面的钙磷比比平均的略高,钙磷比约为1.75,从而证明了Ca2+的浓度直接影响着HAP晶体的极性生长.     

晶体生长溶液、熔体结构与生长基元

根据喇曼光谱、红外光谱测试了晶体生长的水溶液、溶剂和熔体的结构,并且在水热条件下进行了外加直流电场的实验,证实了晶体生长基元为负离子配位多面体,在不同的温度和溶液浓度条件下,负离子配位多面体相互联结成不同结构形式和不同维度的生长基元(聚集体),不同维度的生长基元往晶体各个面族上的叠合速率是各不相同的,表现在同一种晶体在不同的生长条件下,其结晶形态可以各不相同,由此进一步阐述了负离子配位多面体生长基元理论模型的合理性.     

多孔镁基板上纳米厚度氢氧化镁叠片的水热合成研究

通过水热法在烧结的多孔镁基板上制备了纳米厚度的氢氧化镁(Mg(OH)2)叠片.分别用SEM及XRD表征了水热合成过程中基板的形貌和物相变化.结果表明,将水热合成的反应时间控制在20 ～ 40 min之内,可以制备出具有100 nm左右厚度的、不同紧密程度的Mg(OH)2叠片.水热合成的反应时间超过40 min,Mg(OH)2叠片将会逐渐从基板表面生长合并为块状晶体.同时,对水热反应过程中氢氧化镁晶体的形核和长大机理进行了探讨.     

应变对硅晶体生长影响的分子动力学模拟研究

基于Tersoff势描述的硅原子间相互作用,通过分子动力学方法模拟考察了在垂直于生长方向上分别对晶体施加了不同应变时,硅沿[100]和[112]晶向的晶体生长.结果显示,在压应变条件下,随着应变的增大晶体生长速率减小;而在拉应变条件下,在小应变范围内,晶体生长速率随应变增大并不减小,甚至还可能增大,只有当应变达到一定程度时,晶体生长速率才会随着应变的增大而减小;拉应变对[112]方向生长中液-固界面的形态也产生了显著影响.     

旋转对Cz法硅晶生长过程中热输运和熔体流动影响的数值模拟

建立了一个120 kg单晶炉的二维轴对称全局模型,分别对无旋转、加入晶体旋转、加入坩埚旋转、同时加入晶体旋转和坩埚旋转的四种工况展开了数值模拟研究.得到了晶体旋转及坩埚旋转对晶体生长过程的拉晶功率、炉内温度分布和熔体流动的影响;得到了不同晶体长度下拉晶炉内的温度分布以及熔体流动的变化规律.结果显示,加入晶体旋转对晶体生长过程的拉晶功率、温度分布和熔体流动的影响小于坩埚旋转的影响;随着晶体长度的增加,晶体旋转及坩埚旋转对温度分布和熔体流动的影响不断减小.因此在单晶炉设计和优化过程中应考虑整个晶体生长过程.     

不同形态Cu2O枝晶的可控制备及形成机理

以酒石酸、铜盐以及碱为主要原料,在水热条件下通过控制相关的实验参数,制备了一系列不同形态的Cu2O晶体和枝晶.采用XRD、SEM等手段对不同形态的Cu2O晶体进行了表征,初步探讨了不同形态的Cu2O晶体和枝晶的成因.结果表明,晶体生长条件的改变主要是通过影响晶体的生长过程而影响晶体颗粒的大小及具体形貌.在低温(110 ℃)、高过饱和的碱性溶液中,所得Cu2O为形态稍有差异的粒状晶体;在高温(150℃)、较弱的碱性溶液中,只需较短的时间就可以获得三维十字枝状Cu2O晶体.     

一步水热法合成六方片状氢氧化镁及其生长习性分析的研究

以硝酸镁为原料,氨气为沉淀剂,采用一步水热法制备六方片状氢氧化镁,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对产品进行表征,结果表明120℃为较佳温度.采用Morphology程序对氢氧化镁生长习性进行理论分析,计算了其主要显露面族的表面能、表面附着能和晶面面积百分比等相关参数.计算结果表明,氢氧化镁(001)面会成为主要显露晶面,(101)面会成为经常显露晶面,其形貌大部分会呈现正六方片状但其中会掺杂着不规则的六边形片状结构与实验结果吻合.由温度引起的(001)晶面显露程度变化是导致宏观形貌非理想性的重要原因.本文结果为进一步与非理想形貌机理研究奠定了良好的基础.     

氢氧化镁晶须的制备及其生长机理探讨

以Mgcl2和NaOH为原料,采用直接沉淀法制备氢氧化镁晶须.研究了添加不同晶控剂对氢氧化镁晶须生成的影响,同时对添加硬脂酸锌制备氢氧化镁晶须的工艺进行研究.采用扫描电子显微镜和粒度分析仪对产品进行表征.结果表明,硬脂酸锌和氯化铁对氢氧化镁晶须的生成具有导晶作用;所得产品为长径比10.7的氢氧化镁晶须.采用负离子配位多面体生长基元理论可以有效地解释氢氧化镁晶须的生成.     

Twin structure of Sodium Hydrogen Oxalate Monohydrate

Twin structure of triclinic sodium oxalate monohydrate was determined by means of X-ray techniques. The twin is formed by reticular pseudomerohedry, with [101] as twin axis and (1 01) as contact plane.     

ADP晶体的化学键和微观生长规律

本文分析了磷酸二氢铵(ADP)晶体中各种可能晶面的结构,并引入键价理论计算了各个可能晶面的相对切向生长速度,以此为基础,推导出了ADP晶体的理想晶型.结合实际晶面结构及其与乙醇分子的相互作用,在不同比率的水-乙醇混和溶液中考察了ADP晶体的微观形貌变化规律.     

Study of Te inclusions in CdMnTe crystals for nuclear detector applications

The concentration, size and spatial distribution of Te inclusions in the bulk of CdMnTe crystals mined from two batches of ingots were studied. An isolated planar layer decorated with Te inclusions was identified in CdMnTe crystals from the second ingot. The internal electric field of a CMT crystal was probed by infrared (IR) imaging employing Pockels electro-optic effect. The effect of an isolated plane of Te inclusions on the internal electric-field distribution within the CdMnTe crystal was studied. Space charge accumulation around the plane of Te inclusions was observed, which was found to be higher when the detector was reverse-biased. The effects of the plane of Te inclusions on the electric-field distribution within the CdMnTe crystal, and the quality of CdMnTe crystals for nuclear detector applications are discussed.     

Synthesis of magnesium oxysulfate whiskers in the presence of sodium dodecyl benzene sulfonate

Uniform magnesium oxysulfate (5Mg(OH)₂·MgSO₄·3H₂O) whiskers with a length of 10‐15 µm and a diameter of 0.4‐1.0 µm were synthesized in the presence of sodium dodecyl benzene sulfonate (Na‐SO₃‐C₆H₄‐C₁₂H₂₅) at 200°C for 1 h, using MgSO₄·7H₂O and NaOH as the reactants. Mg(OH)₂ precursor with poor crystallization and small crystal size was formed owing to the adsorption of sodium dodecyl benzene sulfonate on the Mg(OH)₂ surface. The quick dissolution of Mg(OH)₂ precursor in the subsequent hydrothermal reaction inhibited the occurrence of the sector‐like byproduct and promoted the formation of magnesium oxysulfate whiskers with uniform morphology. (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Natural crystallization

Natural mineral crystals grow under a broad spectrum of conditions; from vapors, from hydrothermal solutions, from magmas (high temperature solutions), or through metasomatic or metamorphic reactions. In understanding kinetic problems involved in natural crystallization, there are two ways of approach; (1) experimentally stimulating textures of rocks, and (2) decoding the paragenetic information contained in natural crystals. The latter approach is especially important, since in situ observation is impossible. Key Key features which aid in deciphering natural growth processes and conditions include external forms, surface microtopographs of crystal faces, internal inhomogeneity (growth bands, growth sectors, inclusions, twin or exsolution textures), lattice defects (plane defects, dislocations) and impurities (precipitations). Mainly based on the observations of surface microtopographs of natural crystals, characteristics of crystallization in magma, in hydrothermal solution, in vapor phase, in hydrothermal metasomatism and in regional metamorphism are analysed and reviewed in this paper. The difference and similarity between natural and synthetic crystals are also discussed.     

在钛酸钠纤维表面吸附生长SnO_2量子点

本文研究了水热条件下SnO_2纳米晶体在钛酸钠纤维表面的吸附生长特性.采用水热法,以钛酸钠晶体纤维和适量的SnCl_4· 5H_2O为前驱物,水热反应条件为pH值11,填充度68;,反应温度120 ℃、150 ℃,反应时间24 h,在钛酸钠纤维表面生长了金红石相SnO_2纳米晶体,晶体尺度约为5 nm.实验结果显示钛酸钠晶体表面具有很强的表面活化能.     

Crystal Structure of the Potassium-Rich Analog of Manaksite K(K0.72Na0.28)Mn[Si4O10] Based on the Low-Temperature Synchrotron Experiment Data

Crystallography Reports - The crystal structure of a new tubular silicate of potassium, sodium, and manganese, K(K0.72Na0.28)Mn[Si4O10], prepared in the form of single crystals by the hydrothermal...