晶體生長(zhǎng)基礎(chǔ)與技術(shù)

目錄
前言
第1章　晶體生長(zhǎng)理論基礎(chǔ)　1
1.1　引言　1
1.2　晶體生長(zhǎng)技術(shù)的分類(lèi)　2
1.2.1　氣相生長(zhǎng)法　2
1.2.2　液相生長(zhǎng)法　3
1.2.3　固相生長(zhǎng)法　4
1.3　晶體生長(zhǎng)的熱力學(xué)原理　4
1.3.1　氣-固相轉(zhuǎn)變過(guò)程　5
1.3.2　液-固相轉(zhuǎn)變過(guò)程　6
1.4　晶體生長(zhǎng)理論構(gòu)造模型　7
1.4.1　晶體層生長(zhǎng)理論　8
1.4.2　晶體螺旋生長(zhǎng)理論　9
1.5　溶液法晶體生長(zhǎng)理論基礎(chǔ)　11
1.5.1　溶液法晶體生長(zhǎng)的基本原理　11
1.5.2　溶液中晶體生長(zhǎng)過(guò)程的物理化學(xué)基礎(chǔ)　13
1.6　熔體生長(zhǎng)晶體理論基礎(chǔ)　16
1.6.1　熔體生長(zhǎng)過(guò)程的特點(diǎn)　16
1.6.2　結(jié)晶過(guò)程驅(qū)動(dòng)力　17
1.6.3　熔體生長(zhǎng)過(guò)程的物理化學(xué)基礎(chǔ)　19
參考文獻(xiàn)　26
第2章　相圖及其在晶體生長(zhǎng)中的應(yīng)用　27
2.1　相圖的基本概念　27
2.1.1　幾個(gè)基本概念　27
2.1.2　相律　29
2.2　杠桿定律　30
2.3　相圖的分類(lèi)　32
2.3.1　單組元相圖　32
2.3.2　二元系相圖　33
2.3.3　三元系相圖　44
2.4　相圖的實(shí)驗(yàn)測(cè)定與繪制　47
2.4.1　差熱分析基本原理　47
2.4.2　X射線(xiàn)粉末衍射原理　49
2.4.3　相圖的測(cè)定和繪制　52
2.5　相圖在晶體生長(zhǎng)中的應(yīng)用　54
2.5.1　相圖在鈮酸鋰晶體生長(zhǎng)中的應(yīng)用　54
2.5.2　相圖在紫外雙折射高溫相?-BaB2O4晶體生長(zhǎng)中的應(yīng)用　56
參考文獻(xiàn)　59
第3章　水溶液晶體生長(zhǎng)技術(shù)　61
3.1　溶液和溶解度　61
3.1.1　溶液的概念　61
3.1.2　溶解度和溶解度曲線(xiàn)　61
3.1.3　飽和溫度和溶解度的測(cè)定　63
3.2　水溶液法晶體生長(zhǎng)的基本原理和方法　67
3.2.1　溶劑蒸發(fā)法　67
3.2.2　溫差法　68
3.2.3　降溫法　69
3.3　影響水溶液晶體生長(zhǎng)的主要因素　73
3.3.1　雜質(zhì)的影響　73
3.3.2　pH的影響　73
3.3.3　過(guò)飽和度的影響　76
參考文獻(xiàn)　77
第4章　助熔劑法晶體生長(zhǎng)技術(shù)　79
4.1　引言　79
4.2　助熔劑法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的基本原理和生長(zhǎng)技術(shù)方法　80
4.2.1　助熔劑法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的基本原理　80
4.2.2　自發(fā)成核法　80
4.2.3　籽晶法　81
4.3　助熔劑的選擇　86
4.3.1　助熔劑的選擇原則　86
4.3.2　助熔劑和熔液的物理化學(xué)性能　87
4.3.3　助熔劑的類(lèi)型　93
4.4　混料設(shè)計(jì)在助熔劑探索中的應(yīng)用　95
4.4.1　混料設(shè)計(jì)概述　95
4.4.2　混料設(shè)計(jì)指導(dǎo)復(fù)合助熔劑探索實(shí)驗(yàn)方案　97
4.4.3　混料設(shè)計(jì)指導(dǎo)復(fù)合助熔劑探索應(yīng)用實(shí)例　99
4.5　助熔劑法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)　108
4.5.1　助熔劑法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)　108
4.5.2　助熔劑法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的缺點(diǎn)　108
參考文獻(xiàn)　109
第5章　水熱法晶體生長(zhǎng)技術(shù)　113
5.1　水熱法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的基本原理　113
5.2　水熱結(jié)晶的物理化學(xué)性能　114
5.2.1　高溫高壓下水的物理化學(xué)性能　114
5.2.2　水熱系統(tǒng)中的壓強(qiáng)-體積-溫度特性　117
5.3　水熱法晶體生長(zhǎng)裝置　120
5.4　水熱法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的工藝過(guò)程　121
5.5　影響水熱法晶體生長(zhǎng)的因素　122
5.5.1　溫度對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響　122
5.5.2　溶液填充度對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響　122
5.5.3　溶液濃度對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響　122
5.5.4　培養(yǎng)料的溶解表面積與籽晶生長(zhǎng)表面積之比對(duì)晶體生長(zhǎng)速率的影響　122
5.5.5　溶液pH對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響　123
5.5.6　對(duì)流擋板對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響　123
5.6　水熱法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)　124
5.6.1　水熱法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)　124
5.6.2　水熱法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的缺點(diǎn)　124
參考文獻(xiàn)　124
第6章　焰熔法晶體生長(zhǎng)技術(shù)　126
6.1　焰熔法晶體生長(zhǎng)的基本原理　126
6.2　焰熔法晶體生長(zhǎng)裝置　126
6.2.1　原料供應(yīng)系統(tǒng)　127
6.2.2　燃燒系統(tǒng)　127
6.2.3　晶體生長(zhǎng)系統(tǒng)　127
6.3　焰熔法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的工藝過(guò)程　128
6.4　焰熔法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)與晶體缺陷　128
6.5　焰熔法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域　129
6.5.1　焰熔法在合成星光剛玉寶石方面的應(yīng)用　130
6.5.2　合成寶石鑒別　132
參考文獻(xiàn)　133
第7章　提拉法晶體生長(zhǎng)技術(shù)　134
7.1　提拉法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的熱力學(xué)基礎(chǔ)　134
7.1.1　提拉法晶體生長(zhǎng)技術(shù)基本原理　134
7.1.2　結(jié)晶過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力　134
7.1.3　提拉法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的熱傳遞方式　135
7.1.4　界面熱流連續(xù)方程　136
7.1.5　晶體中的溫度分布　138
7.2　提拉法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的基本裝置和工藝　141
7.2.1　提拉法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的基本裝置　141
7.2.2　提拉法晶體生長(zhǎng)的一般工藝過(guò)程　143
7.3　提拉法晶體生長(zhǎng)中缺陷形成和控制　145
7.3.1　晶體中常見(jiàn)的幾種缺陷　145
7.3.2　物質(zhì)條件對(duì)晶體質(zhì)量的影響和控制　146
7.3.3　熱力學(xué)因素對(duì)晶體質(zhì)量的影響和控制　153
7.3.4　分凝和組分過(guò)冷　154
7.3.5　溫度分布、溫度波動(dòng)與晶體生長(zhǎng)條紋　154
7.4　提拉法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)　156
參考文獻(xiàn)　157
第8章　坩堝下降法晶體生長(zhǎng)技術(shù)　161
8.1　坩堝下降法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的基本原理　161
8.2　坩堝下降法晶體生長(zhǎng)裝置　161
8.3　坩堝下降法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的基本工藝與要求　163
8.3.1　坩堝　163
8.3.2　基本生長(zhǎng)工藝流程　165
8.3.3　晶體生長(zhǎng)的傳熱過(guò)程和溫場(chǎng)設(shè)計(jì)　165
8.3.4　生長(zhǎng)速率和固-液界面移動(dòng)的控制　166
8.3.5　Bridgman法晶體生長(zhǎng)過(guò)程的結(jié)晶界面的控制及其控制原理　167
8.3.6　籽晶定向生長(zhǎng)　169
8.4　坩堝下降法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的特點(diǎn)　169
參考文獻(xiàn)　171
第9章　幾種重要光電子晶體材料的生長(zhǎng)　175
9.1　非線(xiàn)性光學(xué)晶體低溫相偏硼酸鋇β-BBO的頂部籽晶助熔劑法生長(zhǎng)　175
9.1.1　低溫相偏硼酸鋇β-BBO的結(jié)構(gòu)和基本非線(xiàn)性光學(xué)性能　175
9.1.2　β-BBO晶體生長(zhǎng)　176
9.2　紫外雙折射晶體高溫相偏硼酸鋇β-BBO的提拉法生長(zhǎng)　178
9.2.1　高溫相偏硼酸鋇β-BBO的結(jié)構(gòu)和基本雙折射性能　178
9.2.2　β-BBO晶體生長(zhǎng)　179
9.3　雙折射晶體YVO4和激光晶體Nd3+：YVO4提拉法生長(zhǎng)　181
9.3.1　YVO4和Nd3+：YVO4晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能　182
9.3.2　YVO4和Nd3+：YVO4晶體生長(zhǎng)　183
9.4　非線(xiàn)性光學(xué)晶體磷酸氧鈦鉀的水熱法生長(zhǎng)　185
9.4.1　磷酸氧鈦鉀晶體結(jié)構(gòu)和非線(xiàn)性光學(xué)性能　185
9.4.2　磷酸氧鈦鉀水熱法晶體生長(zhǎng)　186
9.5　大尺寸非線(xiàn)性光學(xué)晶體磷酸二氫鉀水溶液生長(zhǎng)　189
9.5.1　磷酸二氫鉀晶體結(jié)構(gòu)和基本光學(xué)性能　189
9.5.2　大尺寸磷酸二氫鉀晶體生長(zhǎng)　190
9.6　紫外非線(xiàn)性光學(xué)晶體大尺寸三硼酸鋰的頂部籽晶助熔劑法生長(zhǎng)　193
9.6.1　三硼酸鋰晶體結(jié)構(gòu)和基本光學(xué)性能　193
9.6.2　三硼酸鋰晶體生長(zhǎng)　195
參考文獻(xiàn)　197