KDP晶体水溶解辅助金刚石线锯精密切割试验研究

针对软脆功能晶体材料KDP晶体切割过程中极易开裂的问题,采用电镀金刚石线锯切割KDP晶体,利用该材料极易潮解的性质,变不利因素为有利条件,提出基于微乳液的水溶解辅助金刚石线锯切割新方法.结果表明:采用水解辅助线锯切割方法同比油冷却切割,不仅能够获得较低的切割表面粗糙度,而且可以提高切割效率15;～ 20;.     

微纳水溶解抛光工艺参数对KDP晶体面粗糙度影响的试验研究

微纳水溶解抛光与计算机控制光学表面成形(CCOS)小工具抛光技术相结合,是针对大尺寸易溶于水的KDP晶体元件的一种有效加工方法.本文针对小工具抛光中行星运动方式及水溶解抛光工艺特点,为揭示各抛光工艺参数对KDP晶体表面粗糙度的影响规律,对晶体进行均匀抛光,并以抛光头转速比和转速、自转和公转方向、抛光载荷、抛光头直径、抛光液含水量为参变量,得到了最优抛光参数:抛光头公转自转反向,转速100r/min;抛光液含水量7.5;(质量分数);使用较大尺寸抛光头(工件尺寸的十分之一至五分之一).     

新型非线性光学晶体台阶动力学与生长机理:ATMB

用相衬－微分干涉显微术连接全息图象自动分析系统,实时研究了新型非线性光学晶体;有机金属配合物－ＡＴＭＢ晶体生长表面形貌和台阶运动规律。揭示了该晶体是一种典型的多二维成核－层生长－准法向生长机制。     

水热体系中表面活性剂对合成羟基磷灰石晶体的影响

以CaCO3和CaHPO4·2H2O为前驱物,利用XRD、SEM及FT-IR系统研究了水热体系中不同表面活性剂对合成羟基磷灰石(HAP)晶体微结构及晶体生长的影响,同时利用配位体理论对其生长机理进行了探讨.结果表明:不同类型表面活性剂对合成HAP晶体的分散性、微结构及结晶度有一定的影响,添加菲离子型表面活性剂制备的HAP晶体规整性、完整性、分散性、均一性、结晶度较好,长径比较大,呈一维纳米结构.非离子型表面活性剂种类的不同对HAP晶体的微结构及分散性也有一定的影响.阳离子型表面活性剂的加入对HAP晶体a、b轴方向的OH-Ca6,生长基元起到一定的促进作用,合成的HAP晶体长径比较小,长约1.1～1.5 μm,径向直径约为100～140 nm,阴离子型的促进作用明显大于阳离子型表面活性剂.EDS及FT-IR分析证实,水热环境下表面活性剂仅起到形貌调控和分散作用,对HAP产物的纯度没有任何影响.     

L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体(100)面台阶动力学实时研究

利用光学显微镜对L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体(100)面台阶推移进行了实时观察。测量了不同掺杂浓度、过饱和度及生长温度下的台阶平均推移速度。实验结果表明:随掺杂浓度的增加,台阶平均推移速度先增加后减小,在掺杂浓度为2mol%时,台阶平均推移速度最大;而随过饱和度的增加,台阶平均推移速度线性增加。计算了台阶动力学系数与单台阶的活化能,得到掺杂后,台阶动力学系数增大,单台阶活化能减小。运用台阶动力学系数的定义,计算得到掺杂与未掺杂ZTS晶体台阶活化能的范围。同时用红外光谱实验分析了L-丙氨酸在ZTS晶体生长过程中进入晶格,进而影响台阶推移速度。     

KDP晶体的高温热行为及其热脱水反应动力学研究

采用热重(TG-DTA)、定压比热(Cp)和原位高温红外反射光谱等热分析手段研究了四方相KDP晶体室温至260℃之间的高温热行为.实验发现:KDP晶体在183℃附近并未发生四方相到单斜相的相变或发生脱水反应;且晶体于207 ～ 210℃左右开始分解,随温度上升,分解过程分为三个阶段.第一个分解阶段出现P2O72-基团的吸收峰,意味着第一阶段的分解朝着K4P2O7的方向进行;第二阶段是第一阶段产生的中间态产物继续分解的过程;第三个分解阶段为前两个过程的继续分解,最终KDP完全分解为KPO3.通过Kissinger法,根据热重数据计算了KDP在260℃前两个明显的分解过程的动力学参数,其热脱水活化能分别为101.7 J·mol-1和112.4 J·mol-1.     

壳聚糖分子对共沉淀法合成羟基磷灰石/壳聚糖粉体材料晶体形貌的影响

采用沸腾水浴共沉淀法,以尿素为pH调节剂制备羟基磷灰石/壳聚糖(HA/CS)复合粉体材料,通过XRD、FTIR和SEM对晶体组成、形貌进行表征,考察了壳聚糖平均分子量、添加量及反应物浓度对HA/CS晶体形貌的影响.结果表明,沸腾水浴共沉淀法可在较短时间内制备HA/CS复合粉体,改变反应物浓度可使晶体形貌由针状与球状同时存在转变为几乎全部是球状晶体,而CS平均分子量和添加量的影响较小.     

TGFB晶体生长动力学及机理研究

用静态体视显微镜法测定了３１６．９６Ｋ时氟铍酸甘氨酸（简称ＴＢＦＢ）晶体在不同过饱和度（σ）的水溶液中（１１０）晶面的面生长速率（Ｒ），实验数据通过微机运算，用最小二乘法得出Ｒ与σ的函数关系，并由此估算出晶体生长过程中脱溶，脱附，扩散，扭折等各步骤的活化自由能分别是５９．２３ｋＪ／ｍｏｌ，６０．８９ｋＪ／ｍｏｌ，４３．４９ｋＪ／ｍｏｌ，５０．５４ｋＪ／ｍｏｌ。结果表明，在低过饱和度下，ＴＧＦＢ晶体     

有机模板诱导/均相沉淀法对羟基磷灰石(HAP)晶体形貌的控制生长

通过添加不同有机模板剂,采用均相沉淀法,制备了粒状、柱状、晶须状、片状、多孔状羟基磷灰石(HAP).利用TEM及SEM对其晶体形貌进行了表征,结果表明:不同有机模板剂的氢键作用能力对HAP六方柱面m{1010}、平行双面c{0001}、六方锥面o{1011}表面能的影响决定了这些晶面的相对发育程度,从而实现了HAP晶体形貌的控制生长.     

晶体材料研究——从体块晶体到微纳米晶体

本文首先简要介绍了晶体的重要性和过去几十年来中国晶体材料研究取得的代表性成果.正文主要以我们课题组开展的工作为例,介绍了激光晶体、非线性光学晶体、磁光晶体、声光晶体、半导体晶体、有机晶体、有机-无机复合晶体、二维晶体、单晶光纤、药物结晶、微纳米晶体等方面的研究进展.这些研究实例的维度已覆盖体块-二维-一维-零维,晶体材料已在国防、经济建设、人类健康和科学技术发展的许多领域,发挥了重要作用并仍将是关键材料.     

KDP晶体(101)面生长动力学研究

晶体法向生长速度是晶体生长动力学研究的-个重要参数.用激光偏振干涉法实现了KDP晶体锥面生长速度的实时测量,发现KDP晶体锥面生长过程中存在与柱面类似的死区,对传统降温法生长大尺寸KDP晶体和点籽晶快速生长技术中过饱和度的控制有重要指导意义.用螺旋位错模型讨论了锥面生长的动力学规律.计算了锥面台阶自由能和动力学系数.     

氟羟基磷灰石在明胶凝胶中的制备与表征

以明胶形成的凝胶为媒介物,通过为含有PO43-、F-的明胶凝胶提供钙源,调节氟羟基磷灰石生成的环境pH值,生成条带状氟羟基磷灰石晶体,并利用XRD、EDX、SEM及FT-IR对生成的粉体进行分析测试.研究表明,在pH值为7.0～5.0环境下生成的氟羟基磷灰石具有相同的微观形貌,均为条带状晶体.能谱分析结果表明生成的为Ca/P比小于其化学计量比的缺钙羟基磷灰石,其XRD图谱与FAP一致性较好,在pH值较低时有杂质导致的弱峰产生.     

新型纳米羟基磷灰石晶体复合抗菌剂的制备

以纳米羟基磷灰石为载体,聚乙烯醇为有机抗菌组分,铜离子和锌离子为无机抗菌组分,在一定条件下制备了有机/无机复合抗菌剂.运用XRD、IR和SEM等现代分析方法对复合抗菌剂中抗菌成分与载体的结合方式进行了分析、形貌进行了观测,并对其抗菌性和安全性能进行研究.结果表明,在聚乙烯醇含量为2.8;,铜离子和锌离子含量分别为10;和15;时,制备有机/无机复合抗菌剂具有优异的抗菌性能和安全性.     

硼酸钾钙晶体的脱水动力学研究

采用水溶液法制备了形貌规整,大小均匀的水合硼酸钾钙(K2Ca[B4O5(OH)4]2·8H2O)晶体.采用TG,DTA和DSC同步热分析测试技术,在空气气氛,线性升温条件下,对硼酸钾钙晶体进行脱水过程及其动力学研究,运用Doyle-Ozawa法和Kissinger法计算动力学参数,得出硼酸钾钙晶体的脱水动力学模型.     

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.     

束状三水碳酸镁晶体合成及动力学研究

以NH4HCO3与MgCl2·6H2O为反应物料,采用低温液相法合成了束状三水碳酸镁晶体,采用XRD,SEM、FTIR对合成的试样进行了测试表征,确定了制备束状三水碳酸镁晶体的最佳制备条件:MgCl2·6H2O与NH4HCO3的反应初始浓度均为0.15 mol/L,反应温度40℃、反应时间60 min,反应初始溶液pH =9.3.在此基础上,初步建立了束状三水碳酸镁晶体的动力学模型.