定位硅酸锌结晶釉析晶动力学研究

本文利用定位结晶法研究了氧化锌和硅酸锌两种晶种对硅酸锌结晶釉釉面晶花的影响,根据结晶动力学理论,对结晶釉中硅酸锌晶体的生长规律和结晶机理进行了探讨,并比较了不同晶种对硅酸锌晶体生长规律的影响.实验结果表明:采用氧化锌和硅酸锌作定位晶种的釉面晶花外观效果基本相同;釉熔体中硅酸锌晶体生长半径与保温时间成线性关系;不同的定位晶种对硅酸锌晶体的生长基本没有影响;结晶常数随着析晶保温温度的提高而增加,当析晶保温温度分别为1150 ℃,1100 ℃和1050 ℃时,所对应的结晶常数依次为1.0911,0.9996和0.7177;即使在同一析晶保温温度下,不同的保温时间段其结晶常数也不同.     

分形理论在硅酸锌系结晶釉研究中的应用

本实验对采用不同工艺条件(析晶温度、析晶保温时间、釉层厚度)制备出具有晶花形貌的硅酸锌系结晶釉,应用分形理论对其晶花形貌进行了研究.结果发现该结晶釉的晶花形貌具有良好的分形特征,并且分形与制备工艺存在一定关系:随着析晶温度的增加,分形维数值与析晶温度除了在1140 ℃时稍有波动,基本上是成反比例关系,结晶形貌的变化趋势由针状或棒状转化为叶片状或圆盘状;随着析晶保温时间的增加,分形维数值逐渐增大,结晶形貌由针微晶逐渐转化成放射状晶体,尺寸也有明显增大的趋势;随着釉层厚度的增加,结晶产物的分形维数明显减小.     

钙镁硅酸盐系列结晶釉的研究——钙、镁氧化物对结晶釉析晶的影响

针对钙镁硅酸盐系列结晶釉,研究配方中钙、镁氧化物含量及CaO/MgO比值发生变化时,对釉烧温度及析晶体矿物种属、析晶集合体形态的影响;分析探讨钙、镁氧化物影响析晶的作用机理.研究表明,CaO/MgO比值近于1时,釉烧温度相对较低;CaO/MgO比值向大于1或小于1方向变化时,釉的烧成温度趋于升高.CaO/MgO比值在影响釉析晶体矿物种属的同时,影响析晶集合体的形态特征,认为这是由矿物的析晶习性决定的.     

钨基陶瓷结晶釉的快速结晶制备及其光催化性能探索

本文通过对钨基陶瓷结晶釉材料进行了快速结晶制备,所得釉层晶相为WOP2O7结构.通过扫描电镜分析发现其表面具有显著地结晶化特征形貌,进一步结合EDS能谱分析发现其表面形貌有钨基结晶釉相和底釉相两种结构构成.在光催化性能探索中发现该釉层材料在紫外可见光照射下展现出一定的催化降解罗丹明B溶液的能力,为陶瓷结晶釉材料的功能化价值提升提供了参考.     

Co2+掺杂Zn2SiO4结晶釉生长机理的研究

以高岭土、石英、钠长石、石灰石、氧化锌等矿物为原料,ZnO为晶核剂,并掺杂Co2+控温烧结Zn2 SiO4结晶釉.利用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,白度色差计测量釉料色度(L*、a*、b*),EDS能谱仪分析样品组成含量.采用Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程对釉的结晶动力学进行分析,探讨釉中晶体的生长机理.结果表明:高温时Co2+置换了Zn2SiO4结晶釉中的Zn2+.随着保温时间的延长,掺杂了Co2+的Zn2SiO4晶体颗粒不断长大,在1140℃下保温170 min晶花达到最大,其晶花面积均值为410.91 mm2.模拟动力学分析,釉中晶体的Avrami指数n1100℃ =0.82,n1140℃=1.23,n1180℃=1.12,表明晶体的形成由扩散机制向成核机制转变.拟合Arrhenius方程,晶体的活化能Ea=148.2 kJ/mol.     

溶液中结晶生长的动力学模拟:化学键合方法

基于化学键合的角度对晶体生长过程的理解,提出了一个由动力学因素控制的形貌预测模型.该模型同时考虑了晶体内部结构和环境生长因素对晶体最终形貌的影响.对磷酸二氢钾 (KDP) 和磷酸二氢铵 (ADP) 晶体在不同动力学条件下的生长形貌进行了理论模拟,所预测的结果与实验观测结果基本一致.同时比较了相同过饱和度条件下KDP和ADP晶体的生长形貌,认为晶体局部成键性质不同是导致两者形貌差异的根本原因.本文通过对动力学因素控制的生长形貌的分析,为实际晶体生长过程中的形貌调控研究及应用提供理论依据.     

分离结晶垂直Bridgman法生长CdZnTe晶体的全局数值模拟

采用FLUENT软件对分离结晶Bridgman法生长CdZnTe晶体进行了全局数值模拟.模拟对象为:熔体上部边界条件分别为固壁和自由表面时两种晶体生长系统.重点考虑坩埚和晶体之间狭缝宽度e和重力对分离结晶过程的影响.在计算中分别取e=0 mm、0.5 mm和1 mm三种狭缝宽度,得到了在微重力和常重力条件下的温度分布、结晶界面形状以及流函数分布图.结果表明:在微重力条件下,当熔体上部为固壁时,随着狭缝宽度的增大,热毛细力作用增强,流动强度增强;当熔体上部为自由表面时,则与之相反.在常重力条件下,由于浮力-热毛细对流的共同作用,随着狭缝宽度的增加,流动强度逐渐减弱,有助于提高晶体生长质量.     

银色金属光泽釉的研制及微观结构分析

通过在基础釉中添加金属氧化物MnO2 、CuO和V2O5,在随炉冷却的烧成制度下,成功制备了银色金属光泽釉.采用L9 (33)正交实验的方法研究了MnO2、CuO、V2O5加入量对釉面效果的影响.利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对釉层的微观结构进行了表征.研究表明:(1)CuO加入量对釉面金属光泽的产生显著影响,V2O5的影响不明显,当CuO加入量小于3;时,釉层为透明状.随着MnO2和CuO加入量的增大,釉面逐渐呈现无光及变色的趋势,MnO2、CuO、V2O5的推荐加入量分别为4;、3;和2;.(2)釉层中存在大量亚微米级甚至纳米级片状晶体.晶体尺寸均匀,表面平整光滑,并形成大面积平面网状排布.(3)釉层中大量沿坯体表面平行生长的片状晶体容易对光线造成强烈的镜面反射,是造成釉面出现高亮度银色金属光泽的重要原因之一.     

Crystallization Kinetics of Sodium Perborate

Some basic physicochemical properties of aqueous sodium perborate solutions, essential in designing an effective control, were measured. The kinetics of primary nucleation was determined by the measurement of the metastable zone width. The differential method was applied for the determination of the crystal growth rate equation. It was found that the solubility and the nucleation rate constants are in very good agreement with the literature data whereas the parameters of the growth rate equation show an influence of the experimental conditions.     

Crystallization Kinetics of NaCl in Multicomponent Solutions

Experimental results of solubility and growth kinetics measurements of sodium chloride crystals in multicomponent systems at 303 K are given. The effect of several solutes in elevated concentrations on the growth and dissolution kinetics is analysed on volume diffusion and surface integration steps: While the diffusion of ions within the solution decreases by the presence of foreign ions, the integration resistance can increase (mobile or immobile adsorption of foreign ions) or may even be reduced in some cases (due to a decreased surface energy).     

准单晶硅铸锭过程中加热功率及硅料堆积孔隙率对籽晶熔化的影响

本文在考虑硅料的堆积孔隙率和熔化变形等因素的基础上,建立了基于多孔介质的堆积硅料简化模型,对光伏太阳能用准单晶硅铸锭系统的硅料熔化过程进行了数值模拟,研究了不同侧/顶加热器功率比、堆积孔隙率以及加热器总功率对籽晶熔化的影响。研究结果表明:硅料的熔化时间和籽晶的熔化比例取决于侧/顶加热器功率比,降低侧/顶加热器功率比和堆积孔隙率有助于籽晶的有效保留,但会导致籽晶的熔化界面形状发生变化,使杂质在籽晶熔化界面形状为“凹”的区域内聚集,进而影响后续晶体生长的质量;当加热器的总功率低于临界值之后,籽晶的熔化界面形状会在靠近坩埚壁面的边缘区域发生变化,导致不均匀成核的发生,不利于准单晶硅铸锭的生产。在实际工况条件下,可以根据由侧/顶加热器功率比、堆积孔隙率、加热器总功率、籽晶的熔化比例和状态绘制的等值线图对工艺参数进行合理配置。     

铝诱导非晶硅薄膜晶化动力学研究

为探讨其晶化过程及动力学机理,本文采用磁控溅射技术制备Al/Si薄膜,并利用快速光热退火制备微晶硅.通过采用不同的衬底温度及对铝膜进行退火处理,探究其晶化动力学过程.利用拉曼散射光谱(Raman)仪和X射线衍射(XRD)仪对薄膜进行性能表征.结果表明:退火及衬底加热均能在界面形成非共融的硅铝化合物;延长退火时间能使Al/Si界面充分扩散,达到成核条件.较大的铝晶粒及其择优取向,能有效改善铝诱导晶化效果.     

Onset Temperatures and Kinetics of Quartz Glass Crystallization

Crystallography Reports - A complex analysis of the crystallization of quartz glass from quartzites of the Bural-Sardyk deposit (the Eastern Sayan) has been performed. A mineralogical and...