文档介绍：东北大学
博士学位论文
金红石(TiO<,2>)、钛酸锶(SrTiO<,3>)与加铌钛酸锶
(Nb:SrTiO<,3>)单晶体制备研究
姓名:毕孝国
申请学位级别:博士
专业:材料学
指导教师:孙旭东
20041001
摘要金红石、钛酸锶与加铌钛酸锶篠单晶体制备研究应用于现代光学通讯领域,但作为商用产品,金红石单晶体在我国还是一个空白。钛酸锶单晶体化学稳定性好,具有与高温超导体相似的晶体结构和热膨酸锶单晶体和加锯钛酸锶篠瑀单晶体的工艺,获得了大尺寸、性能优良的研究对比了三种不同方法制备的粉料和购进的粉料对单晶体生长及筛选,流动性大大提高,保证了供料的连续性和均匀性,提高了晶体质量。发现能成功生长金红石单晶体,大大降低了生产成本。.。研究发现溢流是影响晶体生长的出现频次最多和最重要的问题。溢流是由熔体匀供料而产生“扑料”现象。通过对粉体按粒度进行分组,使用相应的筛网供料,金红石晶体具有大的介电常数、高的折射率及双折射率、良好的近红外波段透过性等,作为特殊介电材料、红外窗口材料、制做光隔离器等,被广泛地胀系数,是获得高温超导薄膜的重要基片材料。在实际应用中,钛酸锶单晶体的电阻率是一个极为重要的参数。的搀杂可有效降低钛酸锶单晶体电阻率,更好地满足高温超导薄膜的基片材料的要求。论文系统研究了焰熔法制各金红石单晶体、钛单晶体。性能的影响。发现在保证纯度的条件下,粉料的流动性是影响晶体生长的关键因素,其影响因素有粒度、粒度分布和松装密度等。采用混合法制备的粉料,通过分级和粉料晶型对晶体生长影响很小,因而,采用较低温度煅烧获得的锐钛矿晶型粉料就采用燃熔法制备金红石单晶体,生长气氛中的氧分压是一个重要的影响因素,这可由所供气氛的氢氧比控制。生长过程中,,而且粉料经过温度高达℃的氢气和氧气的燃烧核,为保证最低处的氧分压高于相应温度下分解的氧分压,确定最佳氧分压蚓植咳厶温度过高所致,主要原因有:燃气流量过大、扩肩角。大于临界扩肩角⒕迳ぶ本洞笥诹俳缟ぶ本丁⒎哿狭6确植挤段Ч笤斐刹荒芰以及合理控制供料速度,溢流问题得以解决。东北大学博士学位论文
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第一章绪论金红石单晶体及其制各方法概述和琺处有两个强的光吸收。¨墙鸷焓宓墓馔ü。鸷焓ゾ宓男灾晶体生长伊∞,吐技术是在世纪末世纪初发展起来的。由于晶体材制备技术得到了迅速发展。晶体生长所涉及的范畴已远远超出一般意义上的体块状晶体生长技术中研究的晶体是指单晶体。单晶体这个词很难定义,—般概括为”】:体。这些晶体应渚哂凶阋怨┳笆巍⒓际趸蚩蒲康牡某叽纭薄!熬迳ぜ际蹙微观结构的角度,单晶体可定义为“微观结构可抽象为单一点阵描写的晶体【俊!如图所示埃Ц裰行挠幸桓鲱言樱渲芪в辛鲅踉樱庑┭踉诱挥诎面体的棱角处。两个分子组成一个晶胞,见图。三种晶型的的结构和主要金红石有许多独特的物理性赓“,①它的折射率为,是所有材料中最大的。②他是典型的单轴晶体,,如它能实现电、磁、力、光、声和热的交互作用和转换,而使它成为现代科学技术不可缺少的重要材料,因此得到了广泛的应用,其晶体,涵盖薄膜的外延生长技术,微结构和光子晶体生长技术、微米晶制备技术和智能晶体的制备技术等【啤“既可以是在自然界发现的、从多晶体分离出来的,也可以是特意制各的一个小晶是在单晶体制备中使用的技术。它所关心的是特意制各的而且尺寸大于一的单晶体,因为这个尺寸就是能够方便地加工和进行大部分测量的实际上的下限”。从现代晶体生长技术所研究的晶体是指包括体块状单晶体在内的薄膜晶体、微米晶和纳米晶以及智能晶体等。金红石是三种典型存在形式之一,是一种典型的晶体构型,属四方晶系,性质见表。鸷焓奈锢硇阅
筝確№#沙的典型形式的负载催化剂。这种嘶晶体片,,是比较好的红外窗口材料。④未还原的金红石是典型的金红石晶体具有极其独特的光催化性自睁浚云涞ゾ宓墓獯呋灾恃芯坑如红石粉末和乙炔混合体,乙炔被光致还原产生亍睾虲奶记饣合物混合体,在相似的条件下,,且化学性质比较稳定,克服传统使用的方解离器和光环形器的示意图,其中