L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体(100)面台阶动力学实时研究

利用光学显微镜对L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体(100)面台阶推移进行了实时观察。测量了不同掺杂浓度、过饱和度及生长温度下的台阶平均推移速度。实验结果表明:随掺杂浓度的增加,台阶平均推移速度先增加后减小,在掺杂浓度为2mol%时,台阶平均推移速度最大;而随过饱和度的增加,台阶平均推移速度线性增加。计算了台阶动力学系数与单台阶的活化能,得到掺杂后,台阶动力学系数增大,单台阶活化能减小。运用台阶动力学系数的定义,计算得到掺杂与未掺杂ZTS晶体台阶活化能的范围。同时用红外光谱实验分析了L-丙氨酸在ZTS晶体生长过程中进入晶格,进而影响台阶推移速度。

硫脲硫酸锌晶体(100)面台阶生长动力学实时研究

运用光学显微镜实时观测了硫脲硫酸锌晶体(100)面台阶推移过程。获得了不同过饱和度、不同台阶高度、不同生长时间、不同台阶边缘扭折密度下的台阶推移速率;应用"净流量"模型解释了不同台阶推移速率的差异与过饱和度之间的依赖关系,计算了生长单元与台阶融合活化能及单台阶的动力学系数。通过分析发现台阶推移速率随过饱和度增加而线性增加,随台阶高度增加而下降;同一台阶推移速率随时间变化的现象与台阶重组过程有关;而台阶边缘扭折密度则从根本上决定了台阶推移速率的大小和变化趋势。

L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体法向生长动力学及化学侵蚀研究

通过对L-丙氨酸掺杂下ZTS（100）、（010）及（001）面法向生长速度的研究发现,各晶面法向生长速度随过饱和度的增加而线性增加;随掺杂浓度的增加,（100）面的法向生长速度先增大后减小,而（010）及（001）面的法向生长速度先减小,接着增大,然后又减小。分析表明（100）面以位错生长机制为主,（010）及（001）面以连续生长机制为主。利用光学显微镜在侵蚀后的（100）面观察到矩形位错蚀坑,蚀坑密度为33～308 mm-2;掺杂浓度为1%（摩尔分数）时,蚀坑密度最小。

L-精氨酸掺杂下ZTS溶液的稳定性研究

研究了L-精氨酸掺杂下硫脲硫酸锌(ZTS)溶液中的成核过程,测量了在不同掺杂浓度下ZTS溶液的亚稳区和诱导期。结果表明:随掺杂浓度的增加,溶液的亚稳区变宽,诱导期增大;根据经典成核理论计算了晶体的成核热、动力学参数,分析了溶液稳定性与掺杂浓度的关系,即随着L-精氨酸掺杂浓度的增加,溶液的稳定性得到明显提高。利用化学腐蚀法对ZTS晶体(100)面进行了腐蚀,并用光学显微镜对腐蚀面进行观察,得到了清晰的位错蚀坑。当L-精氨酸掺杂浓度为1.5mol%时,ZTS晶体(100)面位错蚀坑密度最小,适合高光学质量晶体的生长。

L-丙氨酸掺杂下KDP晶体成核特性及生长实验研究

通过实验测定了L-丙氨酸掺杂下KDP溶液的亚稳区和诱导期,根据经典成核理论计算了晶体成核的热力学和动力学参数,分析了L-丙氨酸对KDP溶液成核特性的影响。结果表明,随着掺入的L-丙氨酸浓度的增大,KDP的溶解度减小,亚稳区变宽,诱导期变长,溶液更加稳定。采用吊晶法进行了KDP晶体生长实验,发现其(100)面法向生长速度随掺杂浓度增大而减小,在过饱和度σ>0.04时,晶体(100)面的生长以二维成核生长机制为主。

ZTS晶体缺陷的实时AFM观测

利用原子力显微镜(AFM)对硫脲硫酸锌(ZTS)(100)面的生长过程进行实时观测研究,发现晶体表面凹陷及杂质对台阶推移的阻碍作用均有可能导致凹坑的出现;大台阶对凹坑和杂质的覆盖是包裹体产生的重要原因。首次观察到杂质分界点现象,不可移动杂质的存在不会终止台阶的推移。

空气源热泵双温区设计及流量分配研究

近年来,空气源热泵(ATW)产品发展出了多种使用形式,可集成多种末端、多种热源联动使用,具有极强的应用灵活性。ATW的双温区包含了辐射支路和地暖支路,在两支路可实现不同进水温度的运行需求,混水单元是其中的核心部件。将混水方式分为混水阀平行旁通支路手动两通阀开启和关闭两类进行研究,又根据双温区水流量的大小关系分为若干情况,结论如下:混水阀平行旁通支路手动两通阀关闭时,易造成辐射支路流量波动大,不推荐使用此方式;混水阀平行旁通支路手动两通阀开启后,双温区水流量波动较小,试验中流量变化率最大值仅9.72%;优先推荐地暖循环水流量与地暖支路水流量相等的设计方法,针对现场管路较复杂的情况,也可适当选配更大的主路水泵。

空气源热泵制冷剂充注量的实验和计算研究

由于换热器形式不同,分体式空气源热泵产品存在室外机换热器容积大于室内机换热器容积的现象,若采用常规的制冷使用室内机节流、制热采用室外机节流方式,则会出现制冷剂充注量无法兼顾的情况。在系统中不增加其他制冷剂储液器的情况下,通过调整联机配管尺寸,并且在制冷时同样使用室外机节流的方式,可解决此问题。实验中使用了8 kW机型,应用R32制冷剂,通过实验和计算,得到室内机和室外机中最优制冷剂充注量总和,计算联机配管中制冷剂充注量与联机配管长度的关系,最终得到最优联机配管长度和最优制冷剂充注量。最后通过实验验证,确定了使用此计算方式得到可以兼顾制冷、制热的制冷剂充注量的可行性。