Ga-N熔体热力学性质及钠助熔剂法制备GaN单晶的研究进展

作为第三代半导体的关键材料之一,Ⅲ族氮化物在过去几十年中因其应用于光电子和微电子器件而得到了广泛的研究,如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。Na助熔剂法已成为生长高质量GaN晶体的重要技术之一。综述和讨论了Na助熔剂法GaN结晶的发展历程与最新技术,包括Ga-N的结晶热力学性质、熔体结构、助熔剂选择、单点籽晶技术、多点籽晶技术、孔隙与位错控制、形貌演化与生长条件优化等。最后,对比其他体GaN技术,展望了Na助熔剂法的挑战与机遇。

复合助熔剂对垃圾焚烧飞灰熔融温度与物相的影响

高温熔融玻璃化是危险废物垃圾焚烧飞灰最安全的无害化处置技术。以高钙飞灰为研究对象,引入SiO_(2)、H_(3)BO_(3)和CaF_(2)助熔剂进行飞灰低温熔融处置,采用X射线衍射仪、灰熔点测定仪及电感耦合等离子体原子发射光谱仪表征飞灰熔融温度、物相变化及重金属浸出。结果表明,利用SiO_(2)(27.9%,质量分数)将飞灰碱度调整至1.10时,形成低熔点的CaSiO_(3)矿物,飞灰熔点由1400℃以上降至1300℃。引入H_(3)BO_(3)(4.5%,质量分数)、CaF_(2)(7.0%,质量分数)作为助熔剂时,可进一步将熔融温度降至1200℃,但导致SiO_(2)超掺;经优化,复合助熔剂配方为SiO_(2)(20.0%,质量分数)、H_(3)BO_(3)(4.5%,质量分数)与CaF_(2)(7.0%,质量分数)时,飞灰最低熔融温度为1124℃,熔融产物玻璃体含量达到87%(质量分数),酸浸出有害物质低于限值,满足GB/T 41015—2021标准对玻璃化处理产物的技术要求。

气化无烟煤高效助熔剂研究与实践

研究了晋城矿区高硫无烟粉煤的煤灰特性,特别是灰熔点和黏温特性。针对这些特性,通过大量基础分析和试验,采用添加助熔剂的方法,成功将入炉煤灰熔点降低至1300℃左右,保证了气化炉的稳定运行。

助熔剂对钢铁中碳含量测定的影响探究

通过实验优化了CS-444(HF-400)的测试过程,分别探讨了助熔剂用量、助熔剂种类及助熔剂样品的放置情况对钢铁中碳含量测试的影响。结果表明,助熔剂为钨铁混合助熔剂,组成为1.2 g钨粒+0.5 g铁,采用助熔剂与样品均匀混合的放置条件,得出的结果准确性和重复性满足要求。由此可得出结论,在相同的测试条件下,样品的燃烧反应完全,测试结果准确、经济、合理,并且可以为钢铁中相关碳含量的测试过程提供参考。

填料与助熔剂对类陶瓷化聚烯烃炭层的影响研究

分别研究了成瓷填料的结构和助熔剂的熔点对类陶瓷化聚烯烃成炭性能的影响。垂直燃烧结果表明,片层云母成炭最强,炭层维持到114s才断裂,断裂长度达到10cm;球状碳酸钙炭层最差,93s就开始断裂,断裂长度仅4cm。同样使用针状硅灰石作为成瓷填料时,玻璃粉熔点更高时,炭层能维持到178s断裂,断裂长度达15cm。炭层徕卡显微镜结果表明,层状成瓷填料成炭更加致密完整;球形填料的炭层松散易碎有裂纹;玻璃粉熔点更高时,炭层的致密性增强。通过扫描电镜(SEM)研究不同成瓷填料和助熔剂的成炭机理,研究表明,片层结构填料形成的炭层层层堆叠,阻隔作用更强;高熔点玻璃粉的成炭更加平整光滑。

助熔剂对静态爆破用铝热管燃烧性能的影响

在铝热管内静态爆破时,为实现电引火头点燃Al/Fe_(3)O_(4)铝热剂,并保证其自持燃烧长度,从而达到孔内全长嗣后加热静态破碎剂的目的,进行了电点火实验,该实验通过在封闭陶瓷管内的铝热自蔓燃体系中掺入不同质量分数的助熔剂,对比分析样品的热性能、产物物相组成和微观形貌,并通过灰岩单孔静爆试验验证了全长加热静态破碎剂的破碎增效作用。结果表明:添加助熔剂能够提升样品点燃可靠性与自持燃烧能力,且测得最佳添加量为2%,此时样品反应起始温度降低到901℃,自蔓燃长度为200 mm;助熔剂不会引起反应产物发生成分变化,但会使产物中α-Al_(2)O_(3)晶粒间界限逐渐模糊,晶粒排列更为紧密。在使用添加助熔剂的铝热管对灰岩钻孔内的静态破碎剂进行全长嗣后加热时,点燃后3~4 min即可观察到岩石裂隙的瞬时扩展和岩石破裂的现象,由此可见,添加助熔剂能够使铝热管稳定燃烧,同时对静态破碎剂进行增效,可大幅缩短爆破破岩时间。

基于钠助熔剂法的GaN单晶生长研究进展

宽禁带氮化镓(GaN)材料以其独特的性质和应用前景成为国内外研究的热点,高质量GaN单晶衬底的制备是获得性能优异的光电子器件和功率器件的基础。钠助熔剂法生长条件温和,易获得高质量、大尺寸的GaN单晶,是一种具有广阔商业化前景的GaN单晶生长方法。钠助熔剂法自20世纪90年代末期被发明以来,经过20多年的发展,钠助熔剂法生长的晶体在尺寸与质量上都取得了长足的进步。本文从晶体生长原理和关键工艺(籽晶选择、温度梯度以及添加剂)等方面综述了钠助熔剂法生长GaN单晶研究进展,并对其面临的挑战和未来发展趋势进行了展望。

不同助熔剂对钙长石质日用瓷性能的影响

以方解石、高岭土、氧化铝等为主要原料,长石、烧滑石和白云石作为助熔剂制备钙长石质日用瓷,探究不同助熔剂及其用量对钙长石质日用瓷性能的影响。结果表明,当单一长石作为助熔剂时,其助熔效果较差,且长石添加量过多会导致试样抗弯强度显著降低。当烧滑石与长石复合作为助熔剂时,烧滑石添加量较少时助熔效果不明显;当烧滑石添加量提高至4%(质量分数)时,试样吸水率显著降低,抗弯强度明显提高。当白云石和长石复合作为助熔剂时助熔效果较好,且随着白云石添加量的提高,试样抗弯强度先增大后减小,当添加量为6%(质量分数)时试样综合性能较优,其吸水率为0.27%,抗弯强度为101 MPa,同时具有良好的透光性。

助熔剂对Y_3Al_5O_(12)∶Ce荧光粉性能的影响

在还原气氛下采用高温固相反应法合成了白光LED用黄色荧光粉Y3Al5O12∶Ce(YAG∶Ce),研究了助熔剂对YAG∶Ce荧光粉发光特性的影响。XRD的测量结果表明加入合适的助熔剂有利于YAG∶Ce荧光粉的晶化,并且不引入杂相。选择BaF2和H3BO3同时使用效果要好于单独使用一种助熔剂。助熔剂的加入可增大YAG∶Ce荧光粉的激发和发射光谱强度,并能有效降低荧光粉的中心粒径(D50)控制粉体的粒径分布,适用于白光LED的制造。

YAG∶Ce发光材料合成的助熔剂研究

采用高温固相法合成YAG：Ce荧光粉时，传统的以硼酸为助熔剂的产物硬度很大，处理过程中容易破坏晶体形貌，影响发光性能。采用氟化物助熔剂（MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、AlF3）及它们与H3BO3混合助熔剂来制备YAG：Ce，研究了助熔剂种类及其浓度对制得的粉体发光性能的影响，比较了它们的晶体形貌与物相组成。结果表明，采用不同助熔剂合成的YAG：Ce的激发光谱及发射光谱基本相同，而BaF2、AlF3、SrF2及它们与H3BO3的混合助熔剂系列，可在一定程度上降低产品硬度、提高产品发光亮度；其中H3BO3-SrF2系列、H3BO3～BaF2系列的晶化程度与粒度分布均有改善；H3BO3～BaF2系列的物相组成比较纯，除Y3Al5O12：主相外基本无杂相。

助熔剂对高灰熔点煤影响的实验研究

对山西两种高灰熔点煤添加不同比例的CaO和Fe2O3助熔剂后的熔融特性及其在高温下的矿物质行为进行了实验研究,用X射线衍射观察分析了不同温度下的煤灰矿物组成变化.结果表明,在弱还原性气氛下,两种助熔剂均可有效降低煤灰熔点,但不同的助熔剂对不同煤灰熔点降低的效果不同.当在煤灰中添加适量助熔剂时,煤灰熔点可达到最低,这是由于煤中矿物质在高温下与CaO,Fe2O3发生反应,最终形成低熔点共熔物,从而使得煤灰熔点下降.

添加硼砂助熔剂煤灰熔融性的量子化学与实验研究

将硼砂按不同比例分别掺入四种高灰熔点煤灰中,对混合灰样熔融特性进行实验研究。采用密度泛函理论对熔融过程中作为反应物的莫来石反应活性进行计算。莫来石属于正交晶系Pbam空间群。计算结果表明,莫来石很容易与电子接受体结合,不容易与电子给予体结合。当莫来石与电子给予体结合时,S i原子的活性高于A l。因此,向莫来石中加入助熔剂硼砂时,硼砂中的Na+作为电子接受体,非常容易进入莫来石的晶格中,促使莫来石转变为霞石,降低了灰熔融温度。在还原性气氛下,煤灰熔融特性实验证实了理论计算结果。

镁基助熔剂对刘桥二矿混煤灰熔融特性的影响

研究了镁基助熔剂对皖北刘桥二矿混煤(AQ007)灰熔融特性的影响,并在添加镁基助熔剂前后分别对AQ007煤灰在不同热处理温度下的矿物组成进行了XRD和红外光谱分析.结果表明:导致AQ007煤灰熔点高的主要原因是1 000℃以上形成的莫来石引起的;加入镁基助熔剂可以降低AQ007煤灰的熔融温度;在高温下镁基助熔剂与煤灰中其他铝硅酸盐矿物发生反应,生成钙镁橄榄石、镁铝石、镁橄榄石和堇青石等低温共熔化合物,从而使煤灰熔点明显下降.

助熔剂对纳米BaMgAl10O17：Eu^2＋发光性能影响的机理

利用溶液燃烧法成功制备了Eu2+激活的BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)蓝色荧光粉,着重研究了助熔剂H3BO3对BAM发光性能影响的机理。结果表明:助熔剂有利于产物的晶化,所获得的BAM颗粒形貌更加规整,呈球状且尺寸分布更加均匀。H3BO3的最佳添加质量为1.0%,可使BAM的发光强度提高30%以上。助熔剂提高BAM发光性能的机理为:液相的存在改变了粉末之间的接触状态,降低了分子扩散的传质阻力,有利于激活剂稀土离子充分进入BAM晶格而形成更多的发光中心,从而提高产物的发光性能。

钠基助熔剂对灵石煤灰熔融特性温度的影响

探讨了用钠基助熔剂降低灵石煤灰熔融特性温度亦称灰熔点的作用机理,采用XRD测试技术对煤灰及其添加钠基助熔剂后在不同热处理条件下的矿物质组成进行了分析,揭示了造成灵石煤灰熔点高的主要原因,以及添加钠基助熔剂降低灰熔融特性温度的助熔机理。实验还通过向灵石煤中添加生物质,考察了利用生物质灰中钠和其它碱金属化合物降低灵石煤的灰熔融特性温度的效果。研究表明:灵石煤灰硅铝化合物含量较高,在1 100℃以上形成的莫来石是导致煤灰熔点较高的主要原因,添加钠基助熔剂可以破坏硅铝氧化物的网状结构形成低灰熔融特性温度的长石类化合物,使煤灰熔点得到有效降低。

助熔剂NaF对YAG:Ce荧光粉结构及发光性能影响

利用化学共沉淀法,研究氟化钠助熔剂对YAG∶Ce荧光粉结构及发光性能影响。采用XRD分析不同含量氟化钠助熔剂的YAG晶相形成过程,通过SEM和荧光光谱研究氟化钠助熔剂对其发光和形貌影响规律。结果表明,含氟化钠助熔剂的YAG∶Ce荧光粉,合成温度可降低300℃,且不影响YAG晶相形成;随氟化钠添加量增加,荧光粉结晶度增加,发光强度增强;NaF添加量6%为最佳,其颗粒表面呈规则类球状,粒径1μm左右,分布较均匀,氟化钠在荧光粉晶相形成过程中除具有助熔剂作用外,Na+还具有电荷补偿的作用;探讨氟化钠引起荧光粉光致发光峰蓝移的机理。

助熔剂对皖北刘桥二矿煤灰熔融特性的影响

研究了钙基、镁基和铁基等3种助熔剂对皖北刘桥二矿煤(AQ)灰熔融特性的影响,在添加助熔剂前后在氢气和氮气的混合气氛下对AQ煤灰进行不同温度的热处理,对矿物组成进行了XRD分析。结果表明:导致AQ煤灰熔融温度高的主要原因是1000℃以上形成的莫来石引起的;加入钙基、镁基和铁基等助熔剂均可以降低AQ煤灰的熔融温度,当钙基助熔剂的添加量达到6.2%时(以煤基计),或镁基助熔剂的添加量达到2.8%时,或铁基助熔剂的添加量达到5.6%时,均可使AQ的煤灰流动温度降到1 350℃以下,满足Shell气化炉的液态排渣要求;在高温下助熔剂与煤灰中其他铝硅酸盐矿物发生反应,生成低温共熔化合物,从而使煤灰熔融温度明显下降。

钙基助熔剂对煤灰熔融性影响及熔融机理研究

针对淮南、淮北(两淮)矿区高灰熔融性煤难以直接用于现有液态排渣煤气化工艺,利用5E-AFⅡ型智能灰熔点测定仪和X射线衍射仪(XRD)在弱还原性气氛下,分别对两淮矿区LH1、LH2、LH3三种典型煤样添加钙基助熔剂后灰熔融温度和高温煤灰熔体晶体矿物组成进行了研究。结果表明:添加钙基助熔剂后,3种煤灰熔融温度随助熔剂添加量逐渐增加,分别呈现先升后降、先降后升、先降后升再降3种不同变化趋势;煤样LH2添加钙基助熔剂后,煤灰在1 200℃时生成了钙长石等低灰熔融温度矿物,抑制了莫来石的生成,从而降低了灰熔融温度。由于仅利用XRD不能很好地阐述添加钙基助熔剂后煤灰熔融温度呈现的不同变化趋势,因此结合煤灰的基本化学组成和三元相图进一步探讨了添加钙基助熔剂后煤灰的熔融机理。

高频燃烧红外吸收法测定镍基高温合金中碳的助熔剂影响探讨

对高频燃烧-红外吸收法测定镍基高温合金中碳的实验条件进行了探讨，并考察了助熔剂的种类、加入方式、用量以及样品称样量对测定的影响。实验表明：添加0．4g铁助熔剂与1．2g钨锡助熔剂于试样底部时，样品燃烧情况最佳；称取0．5g试样，既能防止样品燃烧溢出，又能保证样品有代表性。方法的测定范围为0．0005％～0．23％，测定下限为0．0005％。采用实验方法分析普通精密铸造合金、变形高温合金、定向凝固高温合金等不同工艺制备的镍基高温合金以及其他镍基合金，测定值与认定值相符。将实验方法应用于镍基高温合金标准样品和实际样品中碳的测定，结果的相对标准偏差（RSD，n=8）为0．16％～3．3％。

助熔剂对Y_2O_2S∶Ti长余辉磷光体发光性能的影响(英文)

用高温固相还原法合成了无稀土激活离子Y2O2S∶0.09Ti长余辉发光材料,研究了 Li2CO3,Na2CO3,K2CO3,K3PO4和K2HPO4等 5种助熔剂对Y2O2S∶Ti磷光体发光性能的影响。结果表明:除了 K2HPO4外,加入 Li2CO3,Na2CO3, K2CO3与 K3PO4助熔剂均可得到单相Y2O2S∶Ti晶体。发射光谱结果显示:不同助熔剂的加入并没有改变样品发射谱主峰位置(565 nm),但对其峰强度产生明显影响。助熔剂也显著改善了Y2O2S∶Ti的余辉亮度,特别是Li2CO3。10 min衰减时,Y2O2S∶Ti样品的余辉亮度从加 K2CO3助熔剂的0.15 mcd/m2增加到加Li2CO3助熔剂的10.1 mcd/m2。用紫外光激发样品,移去光源后,加Li2CO3助熔剂合成的样品在暗室中的余辉时间可持续达 5 h(0.32 mcd/m2) 。