新型有机非线性光学材料L-酒石酸脲晶体生长研究

本文研究了有机非线性光学晶体L-酒石酸脲在过饱和溶液中的成核过程.测定了不同温度下L-酒石酸脲的溶解度和成核诱导期,计算了成核特征参数.讨论了不同温度、过饱和度对L-酒石酸脲成核诱导期的影响.研究表明L-酒石酸脲晶体的成核诱导期随着溶液温度和过饱和度的增大而减少.通过经典成核理论计算了L-酒石酸脲的固液表面张力、成核自由能和临界成核半径等系列成核参数.     

不同pH值下磷酸二氢铵(ADP)溶液成核过程研究

利用全程摄像的方法测定了不同情况下ADP过饱和溶液的诱导期,研究了不同pH值、不同温度的ADP过饱和溶液的成核过程,讨论了pH值、温度和过饱和度S等因素对诱导期的影响.结果表明:改变pH值后,在同一过饱和度下,溶液的稳定性在不同温度间差异较小,更利于晶体在较高的温度下稳定快速的生长;改变pH值后,溶液在整个过饱和度范围内更趋向于均匀成核.根据经典均匀成核理论,针对ADP溶液均匀成核的状况计算出了不同pH值和温度下的固-液界面张力、临界成核功等成核参数,并从上述参数的相互比较中得到了改变pH值后溶液稳定性变强的微观原因.最后通过对表面熵因子的计算,确定了ADP晶体的微观生长机制为连续生长模式.     

对苯二甲酸十八酯(OTO)晶体在过饱和溶液中的成核过程

本文研究了对苯二甲酸十八酯在甲苯为溶剂的过饱和溶液中的成核过程。测定了以诱导时间表示的成核速率。通过经典成核理论计算了固－液表面张力,成核自由能和临界成核半径。指出ＯＴＯ晶体在甲苯为溶剂的过饱和溶液部的成核速率随着温度和过饱和度的提高而增大,溶剂的性质将改变成核速率的大小。     

脉冲激光烧蚀制备纳米硅晶粒成核生长的热力学条件研究

文中利用蒙特卡洛方法,引入成核生长模型,研究了纳米硅晶粒成核生长过程.结合宏观阻力模型,计算了纳米硅成核和生长所对应的过饱和度范围.结果显示,衬底的二次溅射,造成成核次数增多,生成小尺寸纳米晶粒的数量增加;晶粒成核过程和生长过程所需要的过饱和度范围不同,过饱和度较大(>2600)时成核次数多生长次数少;而过饱和度在250～2600时生长次数多成核次数少.     

电光晶体硒酸氢铷过饱和溶液的成核研究

本文对硒酸氢铷(RbHSeO4,RHSe)晶体生长过饱和溶液的均匀成核过程进行了初步的研究.通过动态目视法测量RHSe过饱和溶液的诱导期,讨论过饱和比、温度对诱导期的影响,并根据经典均匀成核理论计算不同温度下的晶体表面张力、成核自由能和临界成核半径,为探讨RHSe单晶的水溶液生长的较佳条件提供依据.     

EDTA和KCl双掺杂下KDP溶液的稳定性研究

研究了EDTA与KCl不同掺杂浓度和不同过饱和比下KDP溶液的成核过程,测定了不同条件下KDP过饱和溶液的诱导期;根据经典成核理论计算了成核热、动力学参数,并分析了溶液稳定性随掺杂浓度的变化情况。利用化学腐蚀法对KDP晶体(100)面进行了腐蚀,得到了清晰的位错蚀坑,并使用光学显微镜观察了(100)面位错蚀坑的分布特点。结果表明,当过饱和度为4%、掺杂浓度为0.01 mol%EDTA和1 mol%KCl时,不仅KDP过饱和溶液的稳定性比较高,而且位错蚀坑的分布比较均匀、密度小,适合高质量的KDP晶体生长。     

马来酸氢十六酯(HHM)在过饱和溶液中的成核过程

本文研究了马来酸氢十六酯(HHM)在以甲苯为溶剂的过饱和溶液中的成核过程.测定了以诱导时间表示的成核速率.用经典的成核理论计算了固-液表面张力、成核自由能和临界成核半径.指出HHM晶体在甲苯为溶剂的过饱和溶液中的成核速率随着温度和过饱和比的提高而增大.溶剂的性质也将改变成核速率的大小.     

不同EDTA添加剂浓度下ZTS溶液诱导期及其成核特性研究

测定了25℃下,添加不同浓度的EDTA后,不同过饱和比下ZTS溶液的诱导期,研究了掺杂浓度及过饱和比对ZTS溶液成核的影响.研究显示,当溶液处于较高过饱和比时(S＞1.13),均匀成核占主导;而在较低过饱和比时(S＜ 1.11),则以非均匀成核为主.利用经典成核理论对实验所得数据进行分析,计算得到了界面张力、临界核形成功、临界核半径等成核特性,发现了溶液过饱和比及掺杂浓度对成核速度的影响,解释了添加EDTA能提高溶液稳定性的原因.利用界面张力的值计算得到了表面熵因子.     

L-精氨酸掺杂下ZTS溶液的稳定性研究

研究了L-精氨酸掺杂下硫脲硫酸锌(ZTS)溶液中的成核过程,测量了在不同掺杂浓度下ZTS溶液的亚稳区和诱导期.结果表明:随掺杂浓度的增加,溶液的亚稳区变宽,诱导期增大;根据经典成核理论计算了晶体的成核热、动力学参数,分析了溶液稳定性与掺杂浓度的关系,即随着L-精氨酸掺杂浓度的增加,溶液的稳定性得到明显提高.利用化学腐蚀法对ZTS晶体(100)面进行了腐蚀,并用光学显微镜对腐蚀面进行观察,得到了清晰的位错蚀坑.当L-精氨酸掺杂浓度为1.5mol;时,ZTS晶体(100)面位错蚀坑密度最小,适合高光学质量晶体的生长.     

溶剂对有机非线性光学晶体NPAN生长习性的影响

本文测定了有机晶体N-(4-硝基苯)-N-甲基-2-氨基乙腈(简称NPAN)在某些醇和酮有机溶剂中的溶解度,研究了NPAN在这些有机溶剂中的溶液热力学性质、溶质与溶剂的相互作用以及溶剂对NPAN结晶习性的影响.根据界面熵因子α值,预测了NPAN晶体在不同溶剂中低指数晶面的晶体生长机制.选择丁酮为生长溶剂,进行单晶生长实验.在35～25℃温度区间内,用溶液降温法在较高过饱和度下成功地培养出尺寸为37×7.0×7.0 mm3的棱柱状透明单晶,所得晶体的外形与预测的结果相吻合.     

电光晶体硒酸氢铷(RHSe)的生长动力学

本文采用动态循环观察法测量了RHSe晶体在水溶液中不同过饱和度下主要显露晶面的生长速率.结果表明,RHSe晶体主要显露晶面的生长机制是多二维成核生长机制,在饱和点为38.00℃的溶液中,RHSe晶体的{111}和{101}晶面的临界过饱和度分别为1.01;和1.16;.实验过程中还发现,当过饱和度大于1.76;时,晶体生长速率太快而出现宏观缺陷,因而在生长RHSe单晶时,过饱和度应控制在1.76;以下.     

超声波对甲硝唑溶液结晶热力学性质的影响

本文采用降温结晶的方法,在搅拌和超声波作用下,分别测量了甲硝唑溶液结晶成核的介稳区和诱导期.通过分析超声波对甲硝唑溶液结晶的介稳区、诱导期产生的影响,从扩散系数、温度及能量角度分析了超声波促进晶体成核作用的机理.通过比较搅拌和超声波下得到的产品,从理论上对影响晶体粒度及结晶产率的因素进行了分析.     

晶体生长机制和生长动力学的蒙特卡罗模拟研究

采用动力学蒙特卡罗方法,对在完整光滑界面上低过饱和度溶液中的晶体生长机制和动态过程进行计算机模拟,得到了晶体生长速率与溶液过饱和度之间的关系以及晶体生长的表面形态.对以二维成核为主要生长机制的动力学生长规律进行分析,发现了二维成核生长的生长死区以及单核生长转变为多核生长时的过饱和度临界值,讨论了热粗糙度、表面扩散、台阶平均高度以及表面尺寸对晶体平均生长速率的影响.     

化学气相传输法生长ZnO单晶及性质研究

利用化学气相传输法生长了ZnO单晶.在无籽晶自发成核的条件下,使用碳辅助增强质量传输方法,得到了晶粒尺寸达4mm×10mm的ZnO晶体.利用长有GaN层的蓝宝石晶片作为衬底,得到了直径为30mm、厚2mm左右的ZnO单晶体.比较了不同温度条件下晶体生长的结果并进行热力学过程和现象了分析.用光荧光谱和X射线双晶衍射研究了ZnO晶体的性质.     

盐酸酸沉四钼酸铵结晶的成核研究

本文研究了用盐酸酸沉仲钼酸铵溶液制备四钼酸铵的成核过程,测量了以诱导期表示的成核速率,讨论了温度和过饱和比对成核速率的影响.结果表明,四钼酸铵过饱和溶液的成核速率随着温度的升高和过饱和比的增大而增大.确定了在实验的温度范围内均匀成核和非均匀成核之间的界限,并根据均匀成核理论计算了其成核特征参数.     

一水甲酸锂晶体生长界面过饱和度的测量

本文采用激光全息相衬干涉显微术研究了有机非线性光学晶体一水甲酸锂晶体的生长,计算了晶体生长的界面过饱和度.我们的研究结果表明,晶体生长的界面过饱和度随体过饱和度的增加而非线性增加;不同晶面的界面过饱和度不同;当体过饱和度增加到一定程度时,不同晶面的界面过饱和度趋于相同.     

F-及SiF2-6对α型半水硫酸钙结晶成核及形貌的影响

本文模拟了半水法湿法磷酸生产过程中α型半水硫酸钙(α-HH)的结晶过程。在30%P₂O₅,反应温度95 ℃,过饱和度S=1.64~2.10条件下,通过浊度仪监测溶液中浊度变化,测定了不同F^-及SiF^2-₆浓度下α-HH结晶诱导时间,采用经典成核理论公式计算了α-HH的临界晶核半径及成核速率,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)表征分析了F^-及SiF^2-₆对α-HH结晶过程的影响。结果表明:随着F^-、SiF^2-₆浓度的升高,α-HH晶体的结晶诱导时间延长,表面能和临界晶核半径都增大,然而成核速率减小。当过饱和度S=1.64时,加入0.06 mol·L^-1 F^-,α-HH结晶诱导时间延长了465 s,成核速率减小到0.403×10²⁹ 晶核数·cm^-3·s^-1,然而,加入0.06 mol·L^-1 SiF^2-₆,α-HH结晶诱导时间延长了710 s,成核速率减小到0.339×10²⁹晶核数·cm^-3·s^-1。SiF^2-₆对α-HH晶体抑制成核作用大于F^-。F^-、SiF^2-₆阻碍了α-HH晶体沿C轴方向生长,使得晶体长径比减小,晶体形貌向短柱状变化。F^-、SiF^2-₆影响了α-HH晶体(200)、(310)、(400)晶面衍射峰强度和结晶度。控制半水法湿法磷酸中F^-及SiF^2-₆浓度水平,可以得到短柱状的α-HH晶体,有利于过滤洗涤。     

过饱和度对KDP晶体生长与光学性能的影响研究

在不同过饱和度的溶液中生长了KDP晶体,对生长晶体的透过率,光散射和激光损伤阈值进行了表征.研究了不同过饱和度对KDP晶体生长及光学性能的影响.实验表明:KDP晶体可以在高过饱和度(σ＞3;)溶液中实现快速生长,生长速度可大于10 mm/d;但随着溶液过饱和度的增加,KDP晶体生长溶液的稳定性降低,晶体容易出现包藏、开裂和添晶等缺陷,晶体的光学性能也随之降低.     

蓝紫光倍频材料硫氰酸汞镉晶体生长动力学和机理的研究

利用倒置相差显微镜观察了用于蓝紫光倍频的硫氰酸汞镉晶体(CdHg(SCN)4)在3;的KCl溶液中的生长形貌:在(100)面上呈现为生长直线台阶列,在锥面上呈现生长丘.在溶液循环流动的情况下测量了晶体的生长速率,发现晶体在过饱和度低于2.5;时不生长.计算了晶体不同面的界面相变熵因子.通过三者综合分析得到晶体为多二维成核生长机制.     

掺杂VO2(B)粉体的水热晶化动力学研究

采用水热法合成了一系列掺杂VO2(B)粉体,并利用XRD对产物的水热晶化过程进行了研究.研究结果表明:元素W和Mo是以W6+和Mo6+的形式替代了部分V4+的位置,与VO2(B)形成了固溶体.掺杂VO2(B)粉体的水热晶化过程是由V2O5·3H2O逐渐向晶体VO2(B)转变的自发成核过程,晶体的生长是速率控制步骤.在水热条件为100 ℃×4 h+140 ℃×20 h+180 ℃×(20~24 h)时,计算得到的掺杂VO2粉体的成核诱导期为18.7 h,表观成核速率为0.0535 h-1,表观晶体生长速率为5.3 h-1.