KDP晶体各向异性力学特性分析

利用压痕实验研究了KDP晶体在(001)晶面不同晶向上的硬度和断裂韧性力学特性,在此基础上利用划痕实验对(001)晶面不同晶向上的脆塑性转变点位置进行了研究.结果表明:在KDP晶体(001)晶面的[110]晶向上硬度值最小,断裂韧性值最大,最易产生塑性变形,最不易产生脆性断裂,在该方向上可以得到较大的临界切削深度,而在[100]晶向上硬度最大,最易产生脆性断裂,不易产生塑性变形,临界切削深度最小.此研究结果为磨削实验提供指导意义,即在(001)晶面上沿[110]晶向能加工出表面质量较好的KDP晶体.     

氮掺杂TiO2优势晶面及晶型的调控研究

以氮化钛为前驱体,氢氟酸、盐酸为晶面和晶型调控剂,采用一步水热法成功法制备了氮掺杂TiO2单晶,对样品进行了SEM、XRD和TEM分析,结果表明:在氟离子单独调控下,TiN优先生成具有(001)优势晶面的锐钛矿型片状TiO2单晶;在氯离子单独调控下,TiN优先生成具有(110)优势晶面的金红石型棒状TiO2单晶;在氟离子和氯离子协同调控下,TiN优先生成具有(001)优势晶面的锐钛矿型片状TiO2单晶,且在(001)晶面正方形的四个直角处均生成两个较小的新晶面.     

晶体的生长习性与配位多面体的形态

本文由配位多面体生长习性法则分析了ZnS,锐钛矿和γ-AlO(OH)晶体的生长习性.发现ZnS晶体的各晶面的生长速度为:v(111)＞v(001)=v(010)=v(100)＞v();锐钛矿各晶面的生长速度为:v(010)=v(001)＞v(110)＞v(111);γ-AlO(OH)晶体各晶面的生长速度为:v(100)＞v(001)＞v(101)=v(110)＞v(010).此结果与在水热条件下观察到的生长习性符合得相当好.指出了当晶体结构中配位多面体只有一种方位时,此晶体的生长习性与配位多面体的形状相类似.即配位多面体顶点指向的方向生长速度快;面指向的方向生长速度慢;棱指向的方向生长速度介于两者之间.此外,本文还指出了PBC理论在分析极性晶体的生长习性时存在的缺点.     

高温高压下cBN单晶转变机理的密度泛函理论研究

为研究Li3N-hBN体系中cBN单晶的转变机理,本文采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法和广义梯度近似法(GGA)系统计算了高温高压条件下hBN和cBN的低指数晶面的晶面能,分析了hBN和cBN各晶面之间的能量关系.结果表明:在1800K,5.5 GPa和2000 K,6.0 GPa下,hBN的(1010)晶面与cBN的(100)晶面的相对晶面能差分别为0.7;和1.2;,两组晶面的晶面能连续,即微观上电子密度连续.根据改进后的密度泛函理论(TFDC)可知,hBN能够向cBN直接转变.因此推断:在Li3N-hBN体系中,以Li3N为触媒,cBN单晶是由hBN直接转变而来.     

水热法BSO晶体腐蚀像及与晶体对称的关系

对水热法生长的两种不同结晶习性的 BSO晶体进行了腐蚀像的观察研究,得到了{100}、{110}、{211}、{111}晶面的腐蚀形貌特征,建立了BSO晶体腐蚀像在三维空间分布的立体模型。研究发现不同单形晶面的蚀坑形态不同,但都体现了晶体的对称性。不同晶面腐蚀难易程度与晶体结构有关。     

大气开放式MOCVD氧化镁薄膜的生长及表征

以2,4-乙酰丙酮化镁为前驱体,衬底温度为480℃,采用MOCVD工艺,分别在玻璃、氧化铝陶瓷、单晶Si(111)和Si(100)衬底上生长了取向生长的氧化镁薄膜。X射线衍射结果表明,无论是采用玻璃、氧化铝、单晶Si(111)和Si(100)衬底,氧化镁薄膜都是沿着(100)晶面取向生长。通过扫描电镜观察得到,在单晶Si(100)衬底上生长的氧化镁薄膜表面平整致密。模拟卢瑟福背散射结果显示,沉积时间超过70min时,界面处发生硅向氧化镁层少量扩散现象。     

CdZnTe(211)面纳米力学特性分析

采用研磨-机械抛光-化学机械抛光工艺对CdZnTe(211)面进行加工,当表面粗糙度Ra达到0.94 nm时,采用纳米压痕仪对CdZnTe(211)面进行纳米力学性能测量,试验结果表明:弹性模量和硬度随着压力的增大而减小,存在明显的尺寸效应.当针尖离开晶体表面时,黏附现象特别明显.在不同晶向上,弹性模量和硬度存在显著的各向异性.     

碳化物价电子结构及其界面电子密度分析

运用固体与分子经验电子理论计算了六种过渡金属碳化物(MC)的价电子结构及其部分低指数晶面的电子密度.计算结果表明:MC最强键为最近邻M-C键,相邻(111)面间以最强键结合,滑移困难.通过对NiAl和MC的不同晶面的共价电子密度的分析发现:(110)NiAl和(100)MC在一级近似范围内基本上保持连续;采取适当的制备工艺,使复合材料中存在尽可能多的(110)NiAl∥(100)MC,有可能使这种复合材料具有更优异的力学性能.     

草酸根作用下Co3O4八面体的控制合成

在草酸根的作用下,采用水热法合成了暴露八个(111)晶面的Co3 O4八面体.采用XRD、SEM、TEM和HRTEM等手段对产物进行了表征和分析,结果表明该Co3 O4八面体呈立方晶相且具有很高的结晶性.详细研究了反应时间、反应温度、草酸根浓度等反应条件对Co3 O4形貌的影响.研究表明草酸根可选择吸附在Co3 O4的(111)晶面,通过其较大的空间位阻限制(111)晶面的生长,从而使该晶面得以最终暴露.由于(111)晶面具有较高的能量,该Co3 O4八面体具有良好的高氯酸铵(AP)催化热分解性能.     

钆钪铝石榴石单晶缺陷的微观形貌与成因研究

采用提拉法生长了2%Dy³⁺和1%Tb³⁺(原子数分数)共掺的钆钪铝石榴石激光晶体(Gd₃Sc₂Al₃O₁₂, GSAG)。研究了晶体(111)晶面的腐蚀缺陷形貌并对缺陷形成机理进行了解释,讨论了晶体缺陷的特征形貌与晶体结构之间的关系。表征并计算了晶体(111)晶面的维氏硬度和莫氏硬度,在0.2 kgf载荷和10 s保荷时间条件下,晶体(111)面的维氏硬度为1 267 kg/mm²,对应的莫氏硬度为7.3。研究结果对揭示混晶石榴石晶体中缺陷的成因和探索高品质晶体生长与加工工艺具有一定的参考价值。