非金刚石衬底表面气相生长金刚石薄膜的成核理论（Ⅱ）：宏观粗糙表面衬底

本文在文献［１］基础上，建立了在低压气相生长金刚石薄膜过程，金刚石在宏观粗糙的非金刚石衬底表面上的成核理论。该理论不仅合理地解释了实验上发现的缺陷对扩散原子的加速聚集作用，而且给出了微蚀坑对缺陷成核破坏的物理机制，这已被实验所验证。     

巴基管涂层金刚石薄膜的成核率与生长速率研究

本文对热丝ＣＶＤ法沉积金刚石的形成过程进行了研究，建立了以巴基管为涂层在硅片上学积金刚石薄膜的成核率以及生长速率随时间的曲线，由此得出金刚石晶粒的成核经历孕育期，快速增长期和饱和期这三个连续的阶段，随后膜层继续生长增厚的速度逐渐趋于恒定。     

由成核率数据拟合饱和蒸汽压力

Saturated vapor pressure was calculated from the nucleation experimental data using the thermodynamically consistent nucleation theory in which the effect of real gas is considered. The cubic polynomial fit equations of saturation pressure for several substances were obtained based on the calculation. The results of the calculations were compared to those of thermodynamic equilibrium equation and the empirical equation and applied to the predictions of the classical nucleation theory. The results show that the saturation pressures estimated from the nucleation data agree fairly well with those of empirical equations for the substances investigated, and this indicates that the predictions from the classical nucleation theory are close to the experimental data.     

淀粉在挤出过程中的性质变化

淀粉作为一种重要的可再生资源,有着很好的发展前景,而挤出要在对淀粉进行的改性加工中发挥着重要作用,本文参考了近期的有关文献,介绍了挤出机机械特性及共挤出物作用两方面因素对淀粉挤出物性质的影响及其大致机理。     

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。     

实际晶体的生长机制

实际晶体中的缺陷在生长过程中将减小乃至完全消除表面二维成核的势垒,成为永不消失的台阶源,对晶体生长动力学有重要影响.本文将总结本实验室在该领域中所完成的系统研究,从晶体缺陷所引起的结构变化和缺陷在表面露头处的原子组态出发,系统地讨论晶体生长的位错机制、层错机制、孪晶机制以及重入角生长和粗糙面生长的协同机制.     

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.     

碱法铁黄合成过程成核生长机理

针对碱法铁黄制备过程，利用ＴＥＭ和ＸＲＤ等研究了铁黄粒子的形成机理，反应初期具有六角片状结构的氢氧化亚铁沉淀部分氧化生成可溶中间产物，随氧化分率增大粒子的结构发生转变，最终分裂为铁黄粒子核，其长轴小于４０ｎｍ，轴比为４－６，铁黄长轴生长沿１１０同进行。在铁黄合成初期加入硅酸钠，可减小铁黄粒子粒度，但不改变铁黄成核生长机理。     

过冷水滴碰撞结冰的实验与模拟研究

以宏观结冰/霜过程中过冷水滴的碰撞结冰现象为背景,实验对比了亲水和超疏水表面上常温水滴碰撞、常温水滴碰撞结冰和过冷水滴碰撞结冰的过程,建立了过冷水滴碰撞结冰过程的数值模型,研究了We数和接触角对碰撞结冰的影响。结果表明:相比于常温水滴的碰撞及其碰撞结冰过程,过冷水滴碰撞结冰过程的稳态铺展系数更大;随着过冷度和We数的增大以及接触角的减小,过冷水滴的碰撞结冰与常温水滴的碰撞在水滴形态和铺展系数上的差异逐渐增大。