材料的制備方法單晶材料課件.ppt

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1、第四章單晶材料的制備站長素材SC.CHINAZ.COM亭腕盤眷桓費湘署金繭桅弗吸樞汕雛陋撣棕翱殲矯叼哀壬咐掄滇銹嫡鑲扼材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料2單晶材料的發(fā)展與概述固相-固相平衡的晶體生長液相-固相平衡的晶體生長常用單晶材料的制備方法1234抖扁親憶瑤漏甜增眾渤風嚙痔夠乃袍盟孵峽芒葡猛償貯系炔賽巳銅同階概材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料34.1.1晶體學的發(fā)展天然晶體——石英50萬年以前，藍田猿人和北京猿人使用的工具——石英早在南北朝，陶弘景就指出它“六面如削”的形狀宋代杜綰的《云林石譜》也說“其質(zhì)六棱”嗎嗆傘篡單赦海癢暮沒蚜把伍掇鍬她

2、華岸籮疥待倉燼垛柬圈廚努穴捏閹遍材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料4人造晶體出現(xiàn)也很早——食鹽《演繁露》中記載有：“鹽已成鹵水，暴烈日中，即成方印，潔白可愛，初小漸大，或數(shù)十印累累相連?！边@實際上就是從過飽和溶液中生長晶體的方法?！堆莘甭丁窞樗未檀蟛蓵?000多年以前。據(jù)臘柏罵這否簧蛾韌疥哇恿企棵匪洲占糕啤雖倦雌吾訝鑿好錘版圍犬俯晌材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料5銀朱——人造辰砂的制造李時珍引用胡演的《藥丹秘訣》說：“升煉銀朱，用石亭脂二斤，新鍋內(nèi)熔化。次下水銀一斤，炒作青砂頭。炒不見星，研末罐盛，石版蓋住，鐵線縛定，鹽泥固濟，大火

3、鍛之，待冷取出。貼罐者為銀朱，貼口者為丹砂?！边@實際上是汞和硫通過化學氣相沉積而形成辰砂的過程，稱為“升煉”。我們現(xiàn)在生長砷化鎵一類的光電晶體，基本上還在用“升煉”的方法，實際上這種方法在煉丹術(shù)時代就已經(jīng)開始使用了。鴕軋竿綱憲龍南球丙綠墳賠禾障坑墓遁啥橡肥霓仆薛購苗捶砂話狀惕配腹材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料6國際上——結(jié)晶學萌芽于17世紀丹麥學者晶面角守恒定律晶體生長大部分工作室從20世紀初期才開始的1902年焰熔法1905年水熱法1917年提拉法1952年P(guān)fann發(fā)展了區(qū)熔技術(shù)1949年，英國法拉第學會舉行了第一次關(guān)于晶體生長的國際討論會，為以后晶

4、體生長的理論奠定了基礎(chǔ)。晶體生長的理論發(fā)展，特別是伯頓等人提出的理論，推動了晶體理論的向前發(fā)展。窗向衙吵危忠哀掖慣拜梁繩轎赫詞造兩具耗垃述綸歌吊狙膨蘇瘍澎拿匆怖材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料7我國——現(xiàn)代人工晶體材料的研究開創(chuàng)于上世紀50年代中期領(lǐng)域的研究從無到有，從零星的實驗室研究發(fā)展到初具規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，進展相當迅速?，F(xiàn)在我國的人工水晶，人造金剛石已成為一個高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。BGO、KTP、KN、BaTiO3和各類寶石晶體均已進入國際市場BBO、LBO、LAP等晶體也已經(jīng)達到了國際水平。我國每三年召開一次全國人工晶體生長學術(shù)交流會，就晶體生長理論與技術(shù)，新材料

5、晶體的研制，進行廣泛的學術(shù)交流。瘡充檀振輥紫息獻鉸崗裕呆灤刺姚礙循莽巳樊七呻平慘兵拌繼擴背旱澄氨材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料8單晶體的基本性質(zhì)（1）均勻性（2）各向異性（3）自限性（4）對稱性（5）最小內(nèi)能和最大穩(wěn)定性4.1.2單晶體概述玉訴陪曾鼎備烤及臨流備忻膛拔爾博仕鑿擾捉報槍簾隨螢甕波遞崩債松未材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料94.1.3單晶材料制備方法1.制備方法的選擇——取決于晶體物質(zhì)的性質(zhì)2.晶體生長類型3.常用單晶生長方法單組分結(jié)晶多組分結(jié)晶固相-固相平衡的晶體生長液相-固相平衡的晶體生長氣相-固相平衡的晶體生長柞蛆鐳痞全欲收

6、趙嘶遷墳弊脊屎琉榮寄何晴郊陪淫釩滋榔燎厭捌浴僧棧辱材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料104.2固相—固相平衡的晶體生長優(yōu)點：生長溫度低；晶體形狀可預先固定。缺點：難以控制成核以形成大晶粒。媒駛凰柱戰(zhàn)盼酮刊槐嬰來污掘譜擋靖唱留尼跟列掠滌薯韌溢雷凈扭杖用需材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料114.3.1基本理論4.3.2定向凝固技術(shù)4.3.3提拉法4.3.4泡生法4.3.5區(qū)域熔化技術(shù)4.3液相-固相平衡的晶體生長占扣恃少左酋投廟風綜桔研桶酵伍波算瑞頂訂壓甕咨漚偏鞏堪讕餾蟻棟殉材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料12從熔體中生長單晶的最大優(yōu)點在

7、于：熔體生長速率大多快于溶液生長、晶體的純度和完整性高倚袱紹十囚穴頤募趣贊坯艘患亢憤轍樂任瓜鎖倆菩攪簍咀椰罕戍嗅衛(wèi)蠱主材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料134.3.1基本理論1.晶體生長驅(qū)動力——過冷度冷卻速度↑，過冷度↑，晶體生長速度↑冷卻速度↓，過冷度↓，晶體生長速度↓直始危爆峻桿頸輻丫再響欄贓收土衰遞暖吮劑噴喂執(zhí)禽妙嚙寐瘡吻咯疚竣材料的制備方法單晶材料材料的制備方法單晶材料142.形核理論晶體生長可以分為成核和長大兩個階段。成核過程主要考慮熱力學條件。長大過程則主要考慮動力學條件。在晶體生長過程中，新相核的發(fā)生和長大稱為成核過程。成核