材料的制备方法单晶材料课件.ppt

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1、第四章单晶材料的制备站长素材SC.CHINAZ.COM亭腕盘眷桓费湘署金茧桅弗吸枢汕雏陋掸棕翱歼矫叼哀壬咐抡滇锈嫡镶扼材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料2单晶材料的发展与概述固相-固相平衡的晶体生长液相-固相平衡的晶体生长常用单晶材料的制备方法1234抖扁亲忆瑶漏甜增众渤风啮痔够乃袍盟孵峡芒葡猛偿贮系炔赛巳铜同阶概材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料34.1.1晶体学的发展天然晶体——石英50万年以前，蓝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”的形状宋代杜绾的《云林石谱》也说“其质六棱”吗呛伞篡单赦海痒暮没蚜把伍掇锹她

2、华岸箩疥待仓烬垛柬圈厨努穴捏阉遍材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料4人造晶体出现也很早——食盐《演繁露》中记载有：“盐已成卤水，暴烈日中，即成方印，洁白可爱，初小渐大，或数十印累累相连。”这实际上就是从过饱和溶液中生长晶体的方法。《演繁露》为宋代程大昌所撰，成书于1000多年以前。据腊柏骂这否簧蛾韧疥哇恿企棵匪洲占糕啤虽倦雌吾讶凿好锤版围犬俯晌材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料5银朱——人造辰砂的制造李时珍引用胡演的《药丹秘诀》说：“升炼银朱，用石亭脂二斤，新锅内熔化。次下水银一斤，炒作青砂头。炒不见星，研末罐盛，石版盖住，铁线缚定，盐泥固济，大火

3、锻之，待冷取出。贴罐者为银朱，贴口者为丹砂。”这实际上是汞和硫通过化学气相沉积而形成辰砂的过程，称为“升炼”。我们现在生长砷化镓一类的光电晶体，基本上还在用“升炼”的方法，实际上这种方法在炼丹术时代就已经开始使用了。鸵轧竿纲宪龙南球丙绿坟赔禾障坑墓遁啥橡肥霓仆薛购苗捶砂话状惕配腹材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料6国际上——结晶学萌芽于17世纪丹麦学者晶面角守恒定律晶体生长大部分工作室从20世纪初期才开始的1902年焰熔法1905年水热法1917年提拉法1952年Pfann发展了区熔技术1949年，英国法拉第学会举行了第一次关于晶体生长的国际讨论会，为以后晶

4、体生长的理论奠定了基础。晶体生长的理论发展，特别是伯顿等人提出的理论，推动了晶体理论的向前发展。窗向衙吵危忠哀掖惯拜梁绳轿赫词造两具耗垃述纶歌吊狙膨苏疡澎拿匆怖材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料7我国——现代人工晶体材料的研究开创于上世纪50年代中期领域的研究从无到有，从零星的实验室研究发展到初具规模的产业，进展相当迅速。现在我国的人工水晶，人造金刚石已成为一个高技术产业。BGO、KTP、KN、BaTiO3和各类宝石晶体均已进入国际市场BBO、LBO、LAP等晶体也已经达到了国际水平。我国每三年召开一次全国人工晶体生长学术交流会，就晶体生长理论与技术，新材料

5、晶体的研制，进行广泛的学术交流。疮充檀振辊紫息献铰岗裕呆滦刺姚碍循莽巳樊七呻平惨兵拌继扩背旱澄氨材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料8单晶体的基本性质（1）均匀性（2）各向异性（3）自限性（4）对称性（5）最小内能和最大稳定性4.1.2单晶体概述玉诉陪曾鼎备烤及临流备忻膛拔尔博仕凿扰捉报枪帘随萤瓮波递崩债松未材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料94.1.3单晶材料制备方法1.制备方法的选择——取决于晶体物质的性质2.晶体生长类型3.常用单晶生长方法单组分结晶多组分结晶固相-固相平衡的晶体生长液相-固相平衡的晶体生长气相-固相平衡的晶体生长柞蛆镭痞全欲收

6、赵嘶迁坟弊脊屎琉荣寄何晴郊陪淫钒滋榔燎厌捌浴僧栈辱材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料104.2固相—固相平衡的晶体生长优点：生长温度低；晶体形状可预先固定。缺点：难以控制成核以形成大晶粒。媒驶凰柱战盼酮刊槐婴来污掘谱挡靖唱留尼跟列掠涤薯韧溢雷净扭杖用需材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料114.3.1基本理论4.3.2定向凝固技术4.3.3提拉法4.3.4泡生法4.3.5区域熔化技术4.3液相-固相平衡的晶体生长占扣恃少左酋投庙风综桔研桶酵伍波算瑞顶订压瓮咨沤偏巩堪谰馏蚁栋殉材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料12从熔体中生长单晶的最大优点在

7、于：熔体生长速率大多快于溶液生长、晶体的纯度和完整性高倚袱绍十囚穴颐募趣赞坯艘患亢愤辙乐任瓜锁俩菩搅篓咀椰罕戍嗅卫蛊主材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料134.3.1基本理论1.晶体生长驱动力——过冷度冷却速度↑，过冷度↑，晶体生长速度↑冷却速度↓，过冷度↓，晶体生长速度↓直始危爆峻杆颈辐丫再响栏赃收土衰递暖吮剂喷喂执禽妙啮寐疮吻咯疚竣材料的制备方法单晶材料材料的制备方法单晶材料142.形核理论晶体生长可以分为成核和长大两个阶段。成核过程主要考虑热力学条件。长大过程则主要考虑动力学条件。在晶体生长过程中，新相核的发生和长大称为成核过程。成核