水热法合成掺Mn橙色刚玉晶体

本文采用水热法,在430℃、40MPa的压力下合成出了纯α-Al2O3晶体.在同样的条件下,通过掺入Mn(NO3)2合成了掺Mn橙红色刚玉晶体.掺入Mn(NO3)2时,合成产物有两种晶体,一种是无色刚玉晶体,体积较小,为六棱柱状,直径30～40μm,高为30～40μm.另一种晶体为橙红色掺Mn刚玉晶体,其外形轮廓近乎球形,晶体表面有十分粗糙的生长阶梯,台阶高度为2～5μm,晶体高200～300μm,直径200～300μm.     

Sn掺杂对ZnO晶体形貌和磁性的影响

采用水热法,在ZnO中添加SnCl2.2H2O作前驱物,3M KOH作矿化剂,温度430℃,填充度35%,反应24h,合成了掺杂Sn的ZnO晶体。当前驱物中添加SnCl2.2H2O可以明显影响部分晶体形态,使正极面c轴方向的生长速度受到抑制,较大面积显露正极面c{0001},同时也显露负极面-c{000 1}、正锥面p{10 10}、负锥面-p{101 1}和柱面m{10 10}。磁性测量结果显示Sn可微量掺入ZnO晶格中,且呈现顺磁性特征。X射线衍射和X光荧光能谱分析表明,SnCl2.2H2O的添加量较大时,还伴随生成金红相SnO2棒状晶体。     

水热法合成Mnx Zn1-xO微晶体

本文采用水热法合成了MnxZn1-xO晶体,水热反应条件为3mol·L-1KOH作为矿化剂,填充度为35;,温度为430℃,在Zn(OH)2中添加一定量的MnO2为前驱物,反应时间为24h.通过X射线能谱仪测量了晶体中的Mn含量,随着前驱物中MnO2含量的增加,晶体中Mn的原子百分比随着增加,Mn最大原子百分比含量超过了2;,晶体的形貌具有纯ZnO晶体的六角柱形特征.显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}和正极面{0001}.晶体直径为50～200μm,高度为20～100μm.     

水热法合成掺钛蓝宝石微晶

采用水热法,在430℃、40MPa的压力下合成出了纯刚玉晶体.在相同的条件下,通过掺入Ti(OH)4合成了掺钛刚玉晶体.掺Ti刚玉晶体具有较为复杂的形状,只有少数晶体呈现六棱柱形,多数晶体呈现不规则形状,晶体表面没有出现类似α-Al2O3晶体的粗糙生长条纹,而是呈现出光滑的表面.通过电子探针分析表明,同一条件下合成的晶体的钛含量也不相同,最大含量为0.27;质量分数.     

水热法生长的Co、Sn共掺杂ZnO晶体厚膜的顺磁性

采用水热法,6 mol/L KOH作为矿化剂,按物质的量比0.02∶0.5∶1添加SnO2、CoCl2和ZnO作为前驱物,填充度70%,温度430℃,以常规水热法制备的纯ZnO晶片为籽晶([0002]方向),在ZnO籽晶片上制备出多元掺杂的ZnO厚膜。厚膜呈墨绿色,EDS测量显示Co和Zn元素的相对含量为7.47∶92.53。电学测量晶体膜层为n型导电类型,载流子浓度1.15×1020cm-3,电阻率1.94×10-3Ω.cm,迁移率27.8 cm2/V.s,SQUID测量表明厚膜为顺磁性。     

水热法合成微米级棒状SnO2

本文采用水热法,以SnCl4.5H2O和ZnO为前驱物,6mol/L KOH作矿化剂,低温180℃反应12h,高温430℃反应24h,合成了微米级棒状SnO2。测量了合成材料的X射线衍射谱(XRD),利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对晶体的形貌进行了表征。实验结果表明,在低温180℃时首先合成了ZnSnO3,提高温度到430℃,利用ZnSnO3高温分解的特性提供了SnO2晶体生长的溶质条件,使SnO2晶体持续生长,合成了微米级SnO2,晶体直径可达0.3~0.5μm,长度约为3~10μm。通过在酸性溶液中浸泡生成物,可以获得纯SnO2晶体。     

水热法合成Zn1-xMnxO稀磁半导体

本文采用水热法在430℃,以3mol%.L-1KOH作矿化剂,填充度为35%,反应时间24h,合成了Zn1-xMnxO稀磁半导体晶体。所合成晶体具有ZnO纤锌矿结构,晶面显露正极面{0001}、负极面{0001}、菱面{1011}及负菱面{1011}晶体高度为5~30μm,径高比约为2:1。X荧光能谱(EDS)显示Mn原子百分浓度为2.6%(x=0.026)。晶体呈现低温铁磁性,居里温度50K。     

水热法掺铌KTiOPO4晶体的形貌和缺陷研究

采用水热法在双温区加热炉中以Z-切向晶片为籽晶生长了掺铌KTiOPO4单晶(Nb∶KTP),得到尺寸为24.7mm×14.7 mm×42.6 mm的透明晶体。研究了Nb∶KTP水热条件下的生长习性和宏观、微观缺陷,通过其与纯KTP的透过谱的对比,对晶体质量进行了初步评估,与高质量的水热高抗灰迹KTP晶体有相当的质量。     

高浓度Co掺杂ZnO晶体的水热法制备及磁性

采用水热法以CoO、ZnO混合为前驱物制备了ZnO晶体,矿化剂为6 mol/L KOH,填充度70;,温度430℃,两种样品CoO、ZnO组分物质的量百分比分别为0.5∶1和1∶1.当前驱物为nCo∶nZn=0.5∶1时,合成出Zn1-xCoxO晶体,Co元素掺杂量分别为6.83 at;和9.30 at;.当前驱物中nCo∶nZn=1∶1时,Zn1-xCoxO晶体中Co掺杂比例达到9.31 at;,同时伴有Co3O4生成,其中Zn掺杂比例达到14.59 at;,SEM显示,所制备的Zn1-xCoxO具有明显的ZnO晶体特征,形态完整,最大尺度约为50 μm.SQUID测量显示,生成物中Zn1-xCoxO晶体具有顺磁性,Zn1-xCoxO和Co3-xZnxO混合晶体也显示为顺磁性.     

水热法制备微米级钇铝石榴石(YAG)晶体

本文采用水热法,以Al(OH)3和Y2O3为前驱物,3 mol/L KOH作矿化剂,高温430 ℃,反应24 h,合成了微米级Y3Al5O12晶体.对合成材料的结构和形貌进行了测量分析,用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)测量分析了热性能.实验结果表明,所合成产物的成分、结构与前驱物中Y2O3与Al(OH)3的摩尔比有关.当Y∶ Al的摩尔比为1∶ 3时合成的纯相钇铝石榴石Y3Al5O12(YAG)晶体,呈立方体形,最大尺度超过100 μm.     

常压化学气相输运法合成Zn1-xCoxO晶体

本文采用高温化学气相输运法,温度970℃,在蓝宝石和石英基片上制备Zn1-xCoxO晶体.电子扫描显微镜(SEM)观察发现,蓝宝石晶片上的晶体形貌较SiO2 晶片上的规整,晶体呈现六棱柱或六棱锥体,一般显露柱面m{101-0}、正锥面p{101-1}、负极面c{0001-}和正极面c{0001},晶体表面光滑.在石英基片上得到的Zn1-xCoxO晶体生长的棱面较模糊,基片的部分晶体非定向密集生长,连续形成薄膜结构.X衍射证实晶体为ZnO纤锌矿结构.X光能谱﹙EDS﹚测量表明 ZnO 晶体有钴离子的存在,且浓度随原料中的Co2O3:ZnO的比值增大而增加 .     

水热合成硅酸锌纳米粉体及其形成机理的研究

以醋酸锌为锌源、正硅酸乙酯为硅源水热合成硅酸锌(Zn2 SiO4)晶体.研究了反应时间、温度、pH以及不同的反应溶剂对Zn2 SiO4晶体生长的影响.采用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品晶粒聚集成球的过程在结构和形貌上进行表征.利用Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程对Zn2 SiO4晶体进行生长动力学分析.结果表明:随着温度升高与反应时间的延长,球状Zn2SiO4不断长大,结晶性能逐渐增强.水热合成的Zn2 SiO4晶体Avrami指数n145℃=0.55、n165℃=0.60、n205℃=0.71、n185℃=0.85,表明晶体的形成有从扩散机制向成核机制转变的趋势.     

In掺杂对水热法合成ZnO晶体形貌的影响

本文采用水热法,在ZnO中添加In2O3为前驱物,3mol/L KOH作矿化剂,温度430℃,填充度35;,反应24h,制备了掺In的ZnO晶体.未掺杂In2O3合成的纯ZnO晶体呈六棱锥状,显露负极面-c{0001}、六棱锥面+p{1011}和-p{1011},一般不显露{0001}面.前驱物中掺杂In2O3所合成的ZnO晶体呈六角片状,直径约为5～20 μm,大面积显露{0001}面,另外还显露正锥面+p{1011}、负锥面-p{1011}和负极面-c{0001}.由此可见In掺杂可以明显的改变晶体的形态,使c轴极性快速生长趋向得到明显改善,有利于降低晶体生长缺陷.当采用ZnO晶片为籽晶时,通过水热反应在晶片上生长了一层掺In的ZnO薄膜,通过Hall参数测量得到晶体膜层的电子迁移率约为22cm2/(V·s),载流子浓度约为2×1020 cm-3,具有良好的导电性,同时也说明In可以微量掺入氧化锌晶体.     

一步水热法合成六方片状氢氧化镁及其生长习性分析的研究

以硝酸镁为原料,氨气为沉淀剂,采用一步水热法制备六方片状氢氧化镁,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对产品进行表征,结果表明120℃为较佳温度.采用Morphology程序对氢氧化镁生长习性进行理论分析,计算了其主要显露面族的表面能、表面附着能和晶面面积百分比等相关参数.计算结果表明,氢氧化镁(001)面会成为主要显露晶面,(101)面会成为经常显露晶面,其形貌大部分会呈现正六方片状但其中会掺杂着不规则的六边形片状结构与实验结果吻合.由温度引起的(001)晶面显露程度变化是导致宏观形貌非理想性的重要原因.本文结果为进一步与非理想形貌机理研究奠定了良好的基础.     

水热法合成羟基磷灰石的微分析研究

以CaCO3和CaHPO4·2H2O为前驱体,采用水热法制备了羟基磷灰石(HAP)晶体,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析仪(EDS)系统研究了pH值、水热温度、反应时间、Ca2+浓度等条件对合成HAP晶体微结构及晶体生长的影响,同时对其生长机理进行了探讨.结果表明:随着水热合成温度的升高、时间的延长、Ca2浓度的增加,晶体发育越完整,HAP晶体的长径比呈增大趋势;体系的pH值对HAP晶体的生长有较大的影响,随着pH值的增加HAP晶粒的大小、长径比减小趋势明显;在水热温度为200℃,pH值=10,时间8h的条件下,可得到结晶度高、晶形完整清晰,端面尺寸在50～ 70 nm,生长极性明显的六方柱状的一维n-HAP晶体.EDS分析结果证实合成的HAP平均钙磷比约为1.70左右,同理论值比较相符.点分析研究表明晶体端面的钙磷比比平均的略高,钙磷比约为1.75,从而证明了Ca2+的浓度直接影响着HAP晶体的极性生长.     

LiOH矿化剂对水热合成ZnO晶体形貌的影响

本文研究了在430℃,填充度为35用了3mol/L,5mol/L LiOH做矿化剂,所获得晶体均为10μm以下的微晶.当矿化剂为1mol/L LiOH和1mol/L KBr时,所获得晶体同样为几微米的微晶,显露完整的正极面{0001}、负极面{0001}、锥面{1011}和柱面{1010}.矿化剂为3M LiOH和3M KBr时,出现个体较大的晶体,直径超过100μm,显露正极面{0001}、正锥面{1011}和柱面{1010},负极面出现缺损现象.由此说明和K+相比溶液中的Li+不利于生成大尺寸ZnO晶体.     

表面活性剂对水热法合成ZnS:Cu,Al纳米晶光致发光特性的影响

采用水热法直接合成了ZnS∶Cu,Al纳米荧光粉,并且系统研究了加入表面活性剂在不同S/Zn下,清洗样品和不清洗样品的结晶性、傅立叶红外光谱(FT-IR)及光致发光(PL)光谱.XRD和TEM测试结果表明:合成纳米晶为纯立方相结构,球形纳米晶尺寸约15 nm, 尺寸分布窄,分散性好.未清洗样品的结晶性比清洗样品的好,且加入表面活性剂和未清洗都导致粒径增大,影响纳米材料的表面态.改变[S~(2-)]/[Zn~(2+)]物质的量比、清洗和加入表面活性剂都会影响材料的PL强度.这说明其发光机理为紫外光激发材料表面的发光中心,即PL强度决定于纳米材料的表面态.     

磷氯铅矿的水热法合成工艺及特征研究

以PbCl2和LiH2PO4为原料,在420~450 ℃之间,通过调整晶体的生长周期,采用温差水热籽晶法合成了高质量大颗粒的磷氯铅矿单晶体.借助光学显微镜、X射线粉末衍射仪、扫描电镜等仪器对产物的物相、成分、形貌及内部结构进行了详细研究.结果表明:适当提高晶体生长区的温度并延长晶体生长的时间,有利于合成晶体形态好、高质量的磷氯铅矿晶体.