文档介绍：关于晶体生长方法
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各种晶体材料
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晶体生长方法：借助于各种技术或方法，由固体、液体或气体发生复相化学反应生长成为晶体。
制备完整晶体的条件：
(1)反应体系的温度要控制得长。
而且，低温下生长的热源和生长容器也较易选择。
(2)黏度较低。
(3)容易长成大块的、均匀性良好的晶体，
并且有较完整的外形。
(4)在多数情况下(低温溶液生长)，可直接观察晶体生长。
二、从溶液中生长晶体
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溶液法的缺点：
(1) 组分多；
(2) 影响晶体生长的因素也比较复杂；
(3) 生长周期长；
(4) 低温溶液生长对控温精度要求很高，因为在一定的生长温度(T)下，温度波动(ΔT)的影响主要取决于ΔT／T，在低温下要求ΔT相对地小。对培养高质量的晶体，可容许的温度波动一般不超过百分之几度，甚至是千分之几度。
二、从溶液中生长晶体
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溶解度曲线是选择从溶液中生长晶体的方法和生长温度区间的重要依据。
对于溶解度温度系数很大的物质，采用降温法比较理想，但对于溶解度
温度系数较小的物质则宜采用蒸发法，对于具有不同晶相的物质则须选择
对所需要的那种晶相是稳定的合适生长温度区间。
溶解度曲线
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从溶液中生长晶体过程的最关键因素是控制溶液的过饱和度。
主要途径有：
(1)根据溶解度曲线，改变温度。
(2)采取各种方式(如蒸发、电解)移去溶剂．改变溶液成分。
(3)通过化学反应来控制过饱和度。
(4)用亚稳相来控制过饱和度，即利用某些物质的稳定相和亚稳相的溶解度差别，控制一定的温度，使亚稳相不断溶解，稳定相不断生长。
饱和与过饱和
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基本原理：利用物质较大的正溶解度温度系数，在晶体生长的过程中逐渐降低温度，使析出的溶质不断在晶体上生长。/(kg溶液·℃)。
适用于溶解度和温度系数都较大的物质，并需要一定的温度区间。比较合适的起始温度是50—60℃，降温区间以15—20℃为宜。
在降温法生长晶体的整个过程中，
必须严格控制温度，并按一定程序
降温。研究表明，微小的温度波动
就足以生长的晶体中，造成某些不
均匀区域。
1．降温法
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基本原理：将溶液配制、过热处理、单晶生长等操作过程分别在整个装置的不同部位进行，构成一个连续的流程。
优点：生长温度和过饱和度固定，而且调节也很方便；对温度波动相对不敏感，得到的晶体均匀性好；利用这种方法生长大批量的晶体和培养大单晶并不受晶体溶解度和溶液体积的限制，而只受容器大小的限制。
缺点：设备比较复杂，必须
用泵强制溶液循环流动，这
在某种程度上限制了它的应
用。
（温差法）
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3．蒸发法
基本原理：将溶剂不断蒸发移去，
而使溶液保持在过饱和状态，
从而使晶体不断生长。
这种方法比较适合于溶解度较大
而溶解度温度系数很小或是具有
负温度系数的物质。
蒸发法和流动法一样，晶体生长也
是在恒温下进行的。不同的是流动法
用补充溶质，而蒸发法用移去溶剂来
造成过饱和度。
古代煮海为盐就是用的是蒸发法。
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凝胶生长法就是以凝胶作为扩散和支持介质，使一些在溶液中进行的化学反应通过凝胶(最常用的是硅胶)扩散．缓慢进行。溶解度较小的反应产物常在凝胶中逐渐形成晶体，所以凝胶法也是通过扩散进行的溶液反应法。
该法适于生长溶解度十分小的
难溶物质的晶体。由于凝胶生
长是在室温条件下进行的，因
此也适于生长对热很敏感的
晶体。
4．凝胶法
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晶体的水热生长是利用高温高压的水溶液使在大气压条件下不溶或难溶于水的物质通过溶解或反应生成该物质的溶解产物，并达到一定的过饱和度而进行结晶和生长的方法。
水热法生长的特点：过程是
在压力与气氛可以控制的封
闭系统中进行的；生长温度
比熔融法和熔盐法低很多；
生长区基本处于恒温和等浓
度状态，温度梯度小；属于
稀薄相生长，溶液黏度低。
5．水热法（高压溶液法）
水热法晶体生长装置示意图
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优点：晶体热应力小、宏观缺陷少、均匀性和纯度高。
缺点：理论模拟与分析困难，重现性差；装置的要求高；难于实时观察；参量调节困难
5．水热法（高压溶液法）
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从熔体中生长晶体，一般有两种类型：
(1)晶体与熔体有相同的