喷流转晶法KDP晶体生长系统的流动与传质模拟

提出了一种通过锥顶喷流改善KDP锥面过饱和度的晶体生长方法。采用有限体积法和滑移网格技术,对传统转晶法及喷流转晶法的KDP晶体生长过程进行了数值模拟。展示了两种生长方式下晶体表面过饱和度时均分布云图及均方差,分析了不同转速、不同喷流速度、不同晶体尺寸对晶面时均过饱和度及均方差的影响。结果表明:相比于传统转晶法,喷流转晶法晶体的锥面过饱和度提高且表面均匀性增加。提高喷流速度可以进一步提高锥面过饱和度,但其均方差却呈现先减小后增大的变化。旋转速度的增加能提高锥面过饱和度并减小其均方差。此外,晶体尺寸也会在一定程度上影响喷流的效果。     

不同过饱和度下DKDP晶体生长和缺陷的研究

过饱和度是影响DKDP晶体生长和质量的关键因素. 本文采用“点籽晶”快速生长技术在不同的过饱和度下从氘化程度为75%的溶液中生长DKDP晶体并选取部分样品进行同步辐射X射线形貌术和粉末X射线衍射测试. 研究了不同过饱和度下DKDP晶体的生长和缺陷. 实验证明, DKDP晶体可以在的过饱和度下实现快速生长, 但晶体的缺陷随着过饱和度的增大而增加.     

二维平移法小尺寸KDP单晶生长溶液流动与传质模拟

二维平移法是一种新型的晶体生长方法.在该方法中,晶体不再作正反转运动,而是沿着特定轨迹作周期性的平移运动.本工作对二维平移法小尺寸磷酸二氢钾(KDP)单晶生长过程进行了数值模拟研究,获得了不同平移速度、不同平移距离以及不同迎流角度下晶体附近溶液流动与晶面过饱和度分布.结果表明:增加平移速度,晶面过饱和度随之增加,但流场结构并无明显变化;增大平移距离,晶面的过饱和度反而降低,标准差则有逐渐增大的趋势,这不利于提高过饱和度均匀性;不同迎流角度下,柱面的过饱和度分布差异较大,对流的不对称性也更加明显,当迎流角度为45°时,对晶体生长更有利.此外,台阶推移结果表明,不均匀的过饱和度会造成台阶弯曲和聚并,二维平移法更利于台阶稳定推移,有望提高形貌稳定性和晶体质量.     

YCOB晶体生长与激光倍频性能研究

坩埚下降法沿＜０１０＞和＜００１＞方向生长了直径达到２５ｍｍ的完整透明的Ｃａ４ＹＯ（ＢＯ３）３ （ＹＣＯＢ）晶体．化学腐蚀结果表明，所生长晶体无孪晶或亚晶界等缺陷，晶体尾部的位错密度 不超过１８００／ｃｍ２测量了ＹＣＯＢ的透射光谱，其截止波长为２００ｎｍ进行了ＹＣＯＢ晶体对 Ｎｄ：ＹＡＧ激光的二次倍频实验．通过与ＫＤＰ晶体对比，计算出ＹＣＯＢ晶体的有效非线性系数 在Ⅰ型相位匹配方向（θ，φ）＝（６６．３°，１４３．５°）和（６５．９°，３６．５°）上分别为１．４５ｐｍ／Ｖ和０．９１ｐｍ／Ｖ； 大于ＫＤＰ和 ＬＢＯ晶体．在脉冲宽度１０ｎｓ的 Ｎｄ：ＹＡＧ激光单脉冲辐射下ＹＣＯＢ晶体出现体 损伤的激光损伤阈值不低于８５ＧＷ／ｃｍ２．     

对流效应和溶质浓度对KNbO_3晶体界面形貌稳定性的影响

研究了在不同对流形态对ＫＮｂＯ３晶体生长形貌的影响．在温度梯度较小的扩散－平 流区域,晶体以枝蔓晶的形态生长;而在温度梯度较大的扩散－对流区域,生长出的晶体呈现 光滑晶面．通过测定不同区域ＫＮｂＯ３晶体界面附近的溶质浓度分布,从对流效应降低晶体界 面附近的溶质浓度分布的不均匀性的角度研究了对流效应对晶体界面形貌稳定性的影响,证明 对流效应提高了晶体界面形貌稳定性,与晶体界面弥散度的理论计算结果相一致．同时解释了 扩散－对流区域的晶体尺寸大于扩散－平流区域的晶体尺寸的原因．观察并定性地解释了不同 溶质浓度ＫＮｂＯ３形成不同的界面非稳定形貌,当 ＫＮｂＯ３重量百分比为２０ｗｔ％时形成骸晶, ３０ｗｔ％时形成枝蔓晶．     

空间生长LiIO3和GaAs晶体的比热容

用差式扫描量热计（ＤＳＣ）测定了空间及地面生长的碘酸锂在１６０～６２０Ｋ和砷化镓晶体在３２０～６２０Ｋ温度范围内的比热容。结果表明,空间生长碘酸锂和砷化镓晶体的比热容在测量温度范围内与地面生长晶体的比热容无明显差别。     

闪烁晶体的生长与宏观缺陷研究

用提拉法生长了Lu2Si2O7：Ce晶体，讨论了晶体生长过程中的几个问题；（1）熔体挥发；（2）晶体开裂；（3）层状包裹．生长过程中LPS和SiO2均存在挥发，其中后者占主导；LPS挥发不会造成组分偏析，因此对生长过程没有负面的影响．接种温度偏低导致晶体出现多晶化和晶体中较大的热应力是促使开裂发生的主要原因．层状包裹现象的出现主要是由于该晶体的结晶温度范围狭窄，熔体容易出现组分过冷，以及生长设备的温控系统精度不高等造成的．     

生物材料PCL的晶体结构

用ＷＡＸＤ方法测定了生物高分子材料ＰＣＬ的晶体结构。求出晶胞参数数ａ＝０．７４７２ｎｍ，ｂ＝０．４９９５ｎｍ，ｃ＝＝１．７０５０ｎｍ，Ｖ＝０．６３６３ｎｍ＾３及晶体密度Ｄｃ＝１．２０ｇ／ｃｍ＾３；ｚ＝４属正交晶系；对称性分离，属Ｐ２２２空间群，Ｎ＝２，分子链构橡为ＰＺ型，并给出了晶结构模型。     

pH值对ADP晶体(100)面生长的影响

通过对40℃、不同pH值和过饱和度下ADP晶体(100)面法向生长速度的研究,发现在同一过饱和度下,改变pH值后晶面的生长速度明显加快。实验数据显示,在过饱和度较低时,(100)面的生长以螺旋位错生长机制为主;过饱和度较高时,以二维成核生长机制为主,而且pH值的改变会促使ADP晶体在较低的过饱和度下就从位错生长机制向二维成核生长机制转变。利用实验数据计算出了不同pH值下、二维成核生长机制控制晶体生长时的台阶棱边能。最后,运用原子力显微镜(AFM)非实时观察了不同过饱和度、不同pH值下生长的ADP晶体(100)面的微观形貌,发现与正常pH值相比,在较低的过饱和度下,pH=2.5和5.0的晶面上就出现了二维核。     

PbF2:Gd晶体的发光强度与发光均匀性研究

以Ｘ射线荧光光谱分析为手段,测试了用Ｂridgman方法生长的ＰbF2:Gd晶体中Ｇd离子沿生长方向的分布。发现该晶体在Ｘ射线激发下的发光强度与Ｇd在ＰbF2晶体中的含量变化均从结晶开始端至结晶结束端逐渐降低,表明ＰbF2:gD晶体的发光是不均匀的。这种不均匀性源于Ｇd离子在ＰbF2晶体中的分布不均匀性,通过在ＰbF2:Gd晶体中掺入一定量的碱金属离子,可以比较有效地改善Ｇd离子在ＰbF２晶体中的不均匀分布,使晶体的发光均匀性和透光率得到明显提高,其中以Ｎa离子的均匀化效果为最好,推测Ｎa离子的作用是消除了ＰbF2:Gd晶体中因子Ｇd离子的掺杂而造成的间隙Ｆ离子,从而使晶体中的缺陷浓度大大降低。     

新型非线性光学晶体Ca4RO(BO3)3的研究进展

作为新型非线性光学材料,钙－稀土硼酸盐晶体Ｃａ４ＲＯ（ＢＯ３）３（Ｒ－Ｌａ＾３＋、Ｎｄ＾３＋、Ｓｍ＾３＋、Ｇｄ＾３＋、Ｙ＾３＋、Ｅｒ＾３＋、Ｔｂ＾３＋、Ｌｕ＾３＋）近来引起了广泛的重视,该系列晶体属非中心对称的单斜晶系,空间群Ｃｍ。本文综术字上述晶体的结构和生长研究的进展,总结了晶体的线性光学／非线性光学性能以及要晶体的激光自倍频性能,指出这些晶体在非线性光学领域潜在的应用前景。     

硫酸盐类晶体中[SO4]2-四面体的结晶方位与晶体的形貌

本文从硫酸盐类晶体中负离子配位多面体的结和相互联结的稳定性出发，探讨了硫酸在晶体中「ＳＯ４」＾２－结晶方位与晶体结晶形貌之间的关系；认为「ＳＯ４」＾２－四面体与金属阳离子结合时，由于晶体结构和生长条件（如温度、过饱和度等）的不同，在晶体各族晶面上的叠合速率和取向不同，晶体的结晶形貌迥然有别。晶体的结晶形貌与「ＳＯ４」＾２－四面体在晶体中的结晶方位一密切相关，四面体的面和棱的法线（Ｌ＾２）所对向的对     

溶胶-冷冻法制备纳米Gd2O3:Eu3+发光材料

采用溶胶-冷冻法合成了粒径为20nm左右的近似于球形的Gd2O3：Eu^3＋发光材料.XRD和FTIR分析表明：所合成的前驱体样品为带有结晶水的晶态氢氧化物,经过热处理后得到了立方相的Gd2O3.荧光光谱测试表明：所合成的样品具有良好的Eu^3＋特征红光发射,Gd^3＋到Eu^3＋之间具有有效的能量传递过程.随着灼烧温度的升高,发射峰和激发峰的强度有所增强,荧光寿命变长,这是由于热处理温度升高,晶体生长变好,表面缺陷减少,使表面的猝灭中心减少,从而提高了荧光强度和荧光寿命.     

Ti:Fe:LiNbO3晶体的生长及其光折变性能的研究

采用熔体提拉法生长了不同掺杂浓度的Ti：Fe：LiNbO₃晶体．研究了掺杂杂质离子浓度变化对晶体光折变性能的影响，测定了晶体经热化学还原处理前后的透射谱．用ESR方法证实，未经还原处理时，Ti：Fe：LiNbO₃晶体中Ti离子以Ti⁴⁺形式存在．与Fe：LiNbO₃和Ti：LiNbO₃相比，Ti、Fe复合掺杂，通过电荷补偿效应，使未经还原处理的晶体中Fe²⁺增加，从而使光吸收增强；可以通过改变Ti、Fe掺杂浓度的方法来控制晶体中Fe²⁺离子的浓度，达到控制并改善晶体光折变性能的目的．本文还对Ti：Fe：LiNbO₃晶体的全息性能进行了研究，测得Ti：Fe：LiNbO₃晶体响应时间缩短，衍射效率高达90％以上．Ti：Fe：LiNbO₃晶体是一种优质的光折变材料．     

氯离子与铟离子的总浓度比对铟锡氧化物前驱体氢氧化物)粒径的影响

用络盐法制备了铟锡氧化物(ITO)纳米粉末. 通过对铟和锡的络合盐[(NH₄)₂InCl₅·H₂O和(NH₄)₂SnCl₆]的制备研究, 证实了反应初始溶液中络离子的存在. 通过调节氯离子与铟离子的总浓度比研究了络离子对ITO前驱体(氢氧化物)粒径的影响. 提出了络离子对纳米ITO粉末粒径的影响原理: 络离子的存在, 降低了反应初始溶液中游离In ³⁺和Sn ⁴⁺的浓度, 有利于纳米级ITO粉末的生成. 通过XRD和激光粒度仪对ITO前驱体(氢氧化物)进行了表征.     

含柠檬酸根电解液中钛表面电解沉积羟基磷灰石晶体的动力学过程

在含0.6mmol/L Ca2+离子和0.36mmol/L H2PO4-离子的电解液中加入2.4mmol/L柠檬酸根离子进行钛表面阴极电沉积.结果表明柠檬酸根离子延长了HA晶体的形核孕育期,并且晶体形貌由规则的六棱柱变化为细尖锥状.通过沉积电流,涂层增重,晶形变化等规律对整个沉积过程做出阶段性划分(吸附期、孕育期、爆发生长期、次层生长期和平衡期),并对各阶段的微观过程生长机理进行了探讨,尝试建立了含柠檬酸根电解液中电解沉积HA晶体的生长模型.     

La9(SiO4)6-x(VO4)xO1.5+0.5x的合成及其导电性能的研究

利用溶胶-凝胶法低温合成了钒掺杂硅酸盐氧基磷灰石La9(SiO4)6-x(VO4)xO1.5+0.5x(x=0、0.5和1),经XRD表征所得产品为磷灰石相.以电化学阻抗谱研究了其导电性能,V的掺杂使电导率大大提高,700℃时La9(SiO4)5(VO4)O2电导率为5.23×10-3S·cm-1,与未掺杂V的La9(SiO4)6O1.5相比提高了5倍.氧分压Po2=105～1Pa时,La9(SiO4)6O1.5的电导率不改变,而La9(SiO4)5(VO4)O2的电导率则随着氧分压的降低而稍有增加,表明钒的掺杂在体系中引入n型电子导电.     

Effect of crystallization parameters and presence of aqueous extract of Nigella Sativa on growth inhibition of calcium oxalate monohydrate particles

For the first time, nucleation kinetics, crystal growth and agglomeration of calcium oxalate monohydrate (COM) are studied as a crystal growth inhibitor with and without Nigella Sativa(NS) extract. The induction period was determined under different supersaturation ratios ranging from 1.63 to 4.51 at 37°C using the conductivity method. Based on the classical homogeneous nucleation theory; the critical nucleation parameters were evaluated at higher supersaturation ratio. The calculated surface energy was increased from 7.97?mJ/m² without additive to 10.31?mJ/m² with NS extract. However, the nucleation rate at a supersaturation ratio of 3.26 corresponding to 5.44 with the NS extract was decreased from 3.9?×?10²⁹ nuclei/cm³.s (without additive) to 1.3?×?10²⁹ nuclei/cm³.s with NS extract addition. The number of molecules required for the formation of a stable nucleus was calculated with and without NS extract at different supersaturation ratios. The crystallite sizes of the formed crystals without and with the additive are 93 and 51?nm, respectively. Scanning electron microscopy (SEM) photomicrographs show the formation of small crystals and less aggregated with the NS inhibitor compared with the baseline (without the inhibitor). This study can help us with a clear understanding of the inhibition mechanism of an aqueous NS extract on COM crystals.