Yb∶Ca_5(PO_4)_3F激光晶体的生长缺陷

采用提拉法生长了质量优异的Yb∶Ca5(PO4)3F(Yb∶FAP)晶体。运用化学腐蚀,光学显微镜、扫描电子显微镜以及能量散射光谱仪观察了该晶体中的生长条纹和包裹物等宏观缺陷,以及晶体的位错腐蚀形貌、位错密度及其分布情况,同时观察了晶体中亚晶界的形态。由晶体中位错的径向变化以及生长条纹可知:晶体在生长过程中为微凸界面生长。高温下CaF2的挥发造成了在晶体生长后期熔体中组分偏离化学计量比,出现组分过冷,形成包裹物,且位错密度显著增加。Yb∶FAP晶体的各向异性使得晶体在(10 10)面的位错蚀坑形状、大小以及深度不同,而(0001)面的位错蚀坑呈规则的六边形;这也是晶体中形成亚晶界结构的主要原因。讨论了减少晶体中缺陷的一些方法。     

Yb:Ca5(PO4)3F激光晶体的生长缺陷

采用提拉法生长了质量优异的Yb：Ca5（PO4）2F（Yb：FAP）晶体。运用化学腐蚀,光学显微镜、扫描电子显微镜以及能量散射光谱仪观察了该晶体中的生长条纹和包裹物等宏观缺陷,以及晶体的位错腐蚀形貌、位错密度及其分布情况,同时观察了晶体中亚晶界的形态。由晶体中位错的径向变化以及生长条纹可知：晶体在生长过程中为微凸界面生长。高温下CaF2的挥发造成了在晶体生长后期熔体中组分偏离化学计量比,出现组分过冷,形成包裹物。且位错密度显著增加。Yb：FAP晶体的各向异性使得晶体在（10 10）面的位错蚀坑形状、大小以及深度不同,而（0001）面的位错蚀坑呈规则的六边形;这也是晶体中形成亚晶界结构的主要原因。讨论了减少晶体中缺陷的一些方法。     

超离子导体锗酸锌锂单晶的提拉生长

用提拉法生长了Lisicon锗酸锌锂单晶。研究了原料配比和组分过冷等对晶体质量的影响。用最佳生长条件成功地获得了φ9～15mm、长20mm的无组分过冷云雾的透明不裂的单晶。     

Li2B4O7单晶生长的研究

用提拉法生长了透明、无芯的四硼酸锂单晶,对该晶体生长过程中产生“芯”的原因进行了详细的讨论,并提出了克服的措施。     

激光晶体BeAl_2O_4:Cr~(3+)生长缺陷的电镜观察

本文报道提拉法c轴生长紫翠宝石(BeAl_2O_4·Cr~(3+))激光晶体中生长缺陷的电镜观察结果。晶体生长中出现的云层区中存在大量的气泡,包裹物、位错、小角晶界等缺陷。胞状结构的胞壁附近存在大量的包裹物。相邻胞体之间存在取向差。在垂直于晶体生长方向的(001)面上观察到可滑移位错。对这些缺陷的形成原因进行了初步的分析。     

Lu_2SiO_5∶Ce晶体生长中存在的主要问题

用提拉法生长了40mm×60mm的Lu2SiO5∶Ce(LSO∶Ce)晶体,讨论了晶体生长中存在的3个主要问题:(1)偏组分;(2)铱金坩埚的被熔蚀和挥发;(3)LSO晶体中的包裹体。生长LSO晶体过程中SiO2容易挥发,在籽晶夹和炉膛内结晶成方石英相,造成组分偏析;在高温下铱金坩埚会被熔蚀,铱则会直接挥发,熔体中出现铱金碎片,严重影响接种、缩颈工艺等,所生长晶体表面也会粘附很多铱金颗粒,采用双抽双充气的办法减弱了铱金的挥发,基本上克服了铱金的干扰;LSO晶体中出现的包裹物主要是Lu2O3,也有极少量的气孔,Lu2O3主要是由于固相反应不彻底和SiO2挥发引起的。     

Lu2SiO5:Ce晶体生长中存在的主要问题

用提拉法生长了φ40 mm×60 mm的Lu2SiO5Ce(LSOCe)晶体,讨论了晶体生长中存在的3个主要问题(1)偏组分;(2)铱金坩埚的被熔蚀和挥发;(3)LSO晶体中的包裹体.生长LSO晶体过程中SiO2容易挥发,在籽晶夹和炉膛内结晶成方石英相,造成组分偏析;在高温下铱金坩埚会被熔蚀,铱则会直接挥发,熔体中出现铱金碎片,严重影响接种、缩颈工艺等,所生长晶体表面也会粘附很多铱金颗粒,采用双抽双充气的办法减弱了铱金的挥发,基本上克服了铱金的干扰;LSO晶体中出现的包裹物主要是Lu2O3,也有极少量的气孔,Lu2O3主要是由于固相反应不彻底和SiO2挥发引起的.     

提拉法生长钨酸钆镉晶体

用提拉法生长了四方晶系白钨矿结构的钨酸钆镉[CdGd2(WO4)4,CGW]晶体.通过X射线衍射分析计算出晶胞参数a=b=0.5204 nm,c=1.1360 nm.为改进CGW晶体的生长工艺,采取了一些避免生长过程中出现组分过冷现象的工艺措施,提出了晶体生长的最佳工艺参数:拉速为0.84 mm/h,转速为40 r/min,熔体中界面处的温度梯度为46～47 ℃/cm,冷却速率为32 ℃/h.测试了晶体的紫外-可见光谱和Raman光谱,测量得到晶体在紫外波段的截止波长为326 nm,并讨论了晶体的紫外吸收边起源和Raman光谱中各峰的振动归属.     

氟金云母晶体缺陷成因及缺陷与晶体性能的关系

本文从晶体生长的角度记述了用加晶种的坩埚下降法生长的氟金云母晶体缺陷的形貌和成因。使用了偏光显微镜、泰曼干涉仪和大面积Lang X射线形貌术方法进行实验观察。发现氟金云母晶体中有丝状空洞、六方空洞、杂质包裹物、生长条纹、孪晶界、晶体基面皱折等缺陷。这些缺陷主要是从晶种的原生缺陷延续和由温度场的变化及不良的工艺操作引起的增生。为了生长完整晶体,原生缺陷的延续能通过选择良好晶种来消除,改进温度场的稳定性和操作工艺能减少缺陷的增生。本文末尾,初步讨论了氟金云母晶体缺陷和晶体性能,如解理性、机械、电学和光学性能之间的关系。     

非牛顿熔渣冷却析晶行为研究进展

气化技术是煤化工的龙头技术，气流床气化炉具有燃料适用广、转化率高等优势，是大型煤气化的发展方向。由于原料组分或操作条件变化，反应后的灰熔渣在流动过程中会因晶体析出呈现非牛顿流体特性，造成排渣不畅，因此掌握炉内熔渣析晶行为对控制熔渣的流变特性及设备稳定运行有重要指导意义。论述了非牛顿熔渣析晶行为研究，分析了灰渣中结晶行为的影响因素。不同过冷度带来的晶体生长驱动力不同，从而影响晶体生长速率。增大冷却速率会导致晶体孕育时间不足，晶体生长较小。冷却速率超过熔渣的临界冷却速率时，熔渣呈现玻璃体状态。熔渣中主要成分变化导致熔渣的扩散特性及晶体类型改变，熔体碱性组分增加会促进熔渣结晶。此外，不同晶体种类，晶体大小和形状、固液界面析晶反应、晶体生长速率等均发生变化，从而引起流变特性变化。因此，总结了熔渣中几种常见晶体(钙长石、黄长石和尖晶石)的生长特性，以及晶体对熔渣流变特性的影响。对于非牛顿气化渣，晶体析出种类及对应的晶体生长特性仍不明确，有待进一步研究。通过晶体生长预测和控制来调节熔渣流变行为，将实现炉内液态渣层沿程流动的黏度变化预测，对于优化工程中液态排渣炉内熔渣流动有重要指导意义。     

掺杂KTiOPO4晶体的生长和性质研究

本文报道了在生长KTiOPO_4的熔盐体系中掺入Rb、Cs或As元素后晶体生长和性质的改变,并从结构和性能的关系方面讨论了这些结果。     

掺钕钆镓石榴石(GGG:Nd~(3+))单晶的生长、完整性及其激光性能

本文报导了GGG:Nd~(3+)单晶的生长研究、完整性观测和性能测试。研究了如何控制组分过冷、铱包裹物和位错等缺陷。报导了这些缺陷的光学观测,并测定了GGG:Nd~(3+)单晶中的Nd~(3+)的平均分布系数、晶体点阵常数、激光效率和光的透过率等。对缺陷的观测、控制和性能的测定都围绕着这样一个问题,即GGG:Nd~(3+)单晶能否既作为具有磁光效应的外延膜的基片材料,又同时作为发生激光的工作物质。实验结果认为这将是可以实现的。从而提出这样一个看法,GGG:Nd~(3+)的这两种功能将有助于某些磁光器件的研制,有可能使这两种作用结合在同一块材料上,使器件固体化、简单化。     

Nd∶KGd(WO_4)_2激光晶体生长

以K2 W2 O7为助熔剂 ,采用熔盐顶部籽晶 (TSSG)法生长出尺寸为 2 3mm× 2 0mm× 19mm的Nd∶KGd(WO4) 2 激光晶体 .比较了K2 WO4和K2 W2 O7两种助熔剂的性能及对晶体生长的影响 ,认为K2 W2 O7熔点较低可以有效地降低晶体生长温度 ,有利于控制晶体生长和生长环境 .进行了KGd(WO4) 2 -KNd(WO4) 2 系统二元相图的研究 ,认为两者互溶性好 ,有利于晶体生长 ,并且Nd3+ 易于以化学剂量比取代Gd3+ .采用XRD、偏光显微镜及TG -DTA对晶体性能进行了研究 ,实验表明所生长的晶体为高温相的 β -Nd∶KGW .用光学显微镜对晶体表面裂纹、生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察 ,认为它们形成的原因是由于晶体生长工艺不稳定 ,温度梯度过大 ,拉速和降温速率过快     

Nd: KGd (WO4)2激光晶体生长

以K2W2O7为助熔剂,采用熔盐顶部籽晶(TSSG)法生长出尺寸为23mm×20mm×19mm的NdKGd(WO4)2激光晶体.比较了K2WO4和K2W2O7两种助熔剂的性能及对晶体生长的影响,认为K2W2O7熔点较低可以有效地降低晶体生长温度,有利于控制晶体生长和生长环境进行了KGd(WO4)2-KNd(WO4)2系统二元相图的研究,认为两者互溶性好,有利于晶体生长,并且Nd3+易于以化学剂量比取代Gd3+采用XRD、偏光显微镜及TG-DTA对晶体性能进行了研究,实验表明所生长的晶体为高温相的β-NdKGW.用光学显微镜对晶体表面裂纹、生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察,认为它们形成的原因是由于晶体生长工艺不稳定,温度梯度过大,拉速和降温速率过快.     

生长掺铬铝酸铍晶体的温度条件

本文研究了生长BeAl_2O_4:Cr~(3+)晶体时出现的白色物相,认为它是多晶铝酸镀物相。根据不同保温装置的条件下生长晶体的实验结果,认为如果晶体生长时的过冷度大于5.0℃,温度波动大于±5.0℃,则都容易生成多晶铝酸铍相。     

加热器/坩埚相对位置对ф200mm单晶硅生长过程中温度场和晶体质量的影响

采用CGSim晶体生长软件,对现有工业单晶炉中的加热器位置进行优化并分析了其对热场、固液界面、晶体中温度梯度和氧含量的影响。结果表明,随加热器的上移,功率消耗略有降低,熔体内的温度梯度逐渐下降,在高埚位的生长条件下可以适当提升拉晶速率;同时,固液界面也趋于平坦,晶体中的温度梯度有所减少,从而可以有效地抑制缺陷的形成。另外,晶体中的氧含量也有一定程度的下降。可以得出,在晶体等径生长初期,提高加热器的位置是降低晶体生长成本和提升晶体品质的途径之一。     

玻璃熔窑中粘土砖蚀变产物—晶体形态及生成机理的研究

玻璃中的结石是在有限的时间内于玻璃熔体中成核,长大的结晶产物,又由于晶体生长时处于熔体的流动→过冷度急剧增大的状态之下,所以结石晶体多呈不完整发育的形态。诸如腔晶、骸晶、树枝晶等。利用编光显微镜薄片法、X光分析、光谱或探针分析,扫描电镜分析对结石物相进行判定并对结石晶体生长形态及机理进行探讨,不但可以弄清结石的来龙去脉,也有助于熔体中多晶体生长理论的探讨。本文主要叙述粘土砖与玻璃熔体的交互作用及粘土砖结石晶体的产出规律,并就晶体形态及生成机理进行探讨。     

《人工晶体学报》征稿简则

人工晶体学报是由中国硅酸盐学会晶体生长与材料专业委员会和中材人工晶体研究院共同主办的学术性刊物。《学报》以论文和简报两种形式报道我国在晶体材料：半导体材料、光电子材料、薄膜材料、超硬材料和高技术陶瓷等在理论研究、生长技术、性能、品质鉴定、原料制备以及应用技术和加工等方面的最新科研成果。     

有机非线性光学材料--L-苹果酸脲的晶体生长研究

本文测定了有机非线性光学材料L-苹果酸脲(Urea L-Malic Acid)晶体在温度区间为21．5～46℃,溶剂分别为纯水、甲醇,乙醇中的溶解度和过饱和度,确定生长亚稳区范围,比较了相对过饱和度。讨论了晶体生长缺陷和溶液的稳定性。初步测试表明其具有明显的2次倍频效应。     

赤藻糖醇/甘露醇过冷特性分析

制备了以赤藻糖醇/甘露醇为基液的相变材料,期间通过添加纳米二氧化钛为相变材料的凝固提供了结晶附着力,促进晶体生长结晶的形成;通过超声波处理使得相变材料局部产生高温高压,促使晶核产生和生长。本文分析了材料制备过程中的纳米颗粒含量、超声时间、超声功率对赤藻糖醇/甘露醇过冷度和凝固过程的影响。实验结果表明,纳米颗粒含量的增加、超声时间的延长都会导致材料的过冷度降低,而随着超声功率的增加,过冷度则先降低后升高。纳米颗粒质量分数、超声时间、超声功率分别作为单一变量时,过冷度最低为11.3℃、16.2℃、10.8℃,对应凝固时间缩短最高为38.0%、18.4%、16.4%。