Al-Si 合金中初晶 Si 的台阶生长

采用离心倾液法研究过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金初晶Ｓｉ的生长形貌时发现，初晶Ｓｉ存在生长台阶，台阶的高度为数十至数百微米，从初晶Ｓｉ根部至尖端，台阶的高度逐渐变小，初晶Ｓｉ存在位错台阶生长机制．这一生长机制能够形成棱柱体或棱锥体、八面体和球形初晶Ｓｉ，以及产生初晶Ｓｉ的分枝和形成初晶Ｓｉ的生长迹线．

KDP晶体台阶生长动力学的激光干涉实验研究

采用迈克尔逊干涉技术 ,通过测量KDP晶体生长的法向速率和台阶斜率来研究其台阶生长的动力学系数、台阶自由能、溶质在边界层内的扩散特征以及激发晶体生长台阶的位错活性 .实验表明 ,KDP中不同活性位错的台阶动力学系数差异较大 ,例如高活性和低活性台阶动力学系数分别为 10 .3× 10 -2 和 5 .2 1× 10 -2 cm/s,位错源在晶体表面的形状、面积的变化 。

Cu－Zn－Al合金贝氏体的亚单元及其激发形核、台阶生长

利用透射电镜（ＴＥＭ）观察到Ｃｕ－ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体的亚单元结构，其形状、大小及分布规律与扫描隧道显微分析（ＳＴＭ）的结果一致．亚单元上有台阶存在，表明它们是通过台阶机制生长的。亚单元是通过激发形核的，观察到三种类型的激发方式：面－面激发、边－边激发及边－面激发．Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的贝氏体相变为激发形核－台阶生长过程．

L-苹果酸脲光学晶体的台阶生长机制

L-苹果酸脲是一种新型的有机非线性光学晶体,具有广阔的应用前景。研究表明,L-苹果酸脲晶体在乙醇介质中生长时,晶体形态为棱柱形。L-苹果酸脲晶体生长呈现明显的台阶生长,当过饱和度比较低时,其台阶生长机制为螺旋机制;当过饱和度较大时,L-苹果酸脲晶体台阶生长机制为二维成核机制。

Cu—Zn—Al合金贝氏体的亚单元及其激发形核,台阶生长

利用透射电镜观察到Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体的亚单元结构、其形状，大小及分布规律与扫描隧道显微分析的结果一致，亚单元上有台阶存在，表明它们是通过台阶机制生长的。亚是通过激发形核的，观察到三种类型的激发方式；面－面激发、边－边激发及边－面激发。Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的贝氏体相变为激发形核－台阶生长过程。

铬酸镧的结构特征与生长机制

通过晶体化学等效点系计算,绘制了正交结构的铬酸镧晶体单胞。对氧八面体间隙计算表明Ca的掺杂有利于Cr与O形成一种稳定结构,并促进铬酸镧的烧结。讨论了铬酸镧材料的结构特征。在扫描电镜下观察到了铬酸镧的生长台阶,并对其生长机制进行了分析和讨论。发现烧结铬酸镧表面存在明显的生长台阶,晶粒以台阶方式长。晶粒的生长表面为(001),(010)和(100)晶面。铬酸镧的(110)晶面和(001)晶面的错配度仅为0.0021,在生长过程中存在这两个晶面的交互生长。

热液矿床矿物微形貌与晶体生长环境研究

应用高分辨率扫描隧道显微镜(STM)和场效应扫描电镜(FEG SEM),对取自山西义兴寨金矿等4处热液矿床的黄铁矿、方铅矿、赤铁矿等矿物的表面生长微形貌进行了观察研究,并与实验合成的黄铁矿、方铅矿等矿物的微形貌特征进行对比。发现了自然矿物结晶三维成核成因的黄铁矿微球状晶,在合成和自然矿物的晶面观察到漏斗状晶和胞状结构等生长形貌。合成黄铁矿表面发育平整光滑的生长台阶,反映静态无扰动、接近平衡的晶体生长环境;而大量产于热液矿床的黄铁矿、方铅矿等晶体普遍发育胞状或拉长的胞状结构表面,并总体呈台阶状排列的表面结构,证明自然成矿热液体系的高过饱和度和流动生长环境。研究表明,热液成矿过程中矿物结晶作用有从成核、台阶状晶体生长、到形成“平衡”多面体生长的一个演化过程;形成于复杂条件的矿物晶体表面微观结构,包含丰富的成矿环境信息。

Al-24%Si合金中五星柱状初生Si的生长机制

研究Al-24%Si合金铸态组织中五星柱状初生Si的立体形貌及生长机制。结果表明:混合酸腐蚀后,五星柱状初生Si内部出现平行于表层晶面、层层堆叠的生长迹线,与螺旋式生长线存在明显差别,表明Si晶生长所依靠的台阶源并不是螺旋位错形成的;层错堆垛在五角多面体Si晶核生长面{111}上产生高度分别为δ(111)/3和2δ(111)/3的亚台阶,两类亚台阶交替产生的过程为Si晶的生长提供永不消失的台阶源;萃取得到的五星柱状初生Si的完整形貌显示其生长终端界面形态与五角多面体晶核一致,呈五角多面凹坑状;八面体团簇五重凝并形成的五角多面体晶核,以层错在各{111}生长面产生的两类亚台阶为生长台阶源,层层堆砌长大形成五星柱状初生Si。

碱式碳酸镁晶须的均相沉淀法制备及其生长机理研究

为了研究碱式碳酸镁晶须新的制备方法,扩大其作为阻燃剂的应用,采用以六水氯化镁和尿素为原料,通过均相沉淀法成功地制备了Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O型碱式碳酸镁晶须.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱等测试手段对所得晶须进行物相、形貌和结构分析.结果表明,当反应原料六水氯化镁与尿素的摩尔比值为1∶4,山梨醇作为有机模板剂时,在水浴时间为24 h,陈化时间为21 h,干燥时间为5 h的实验条件下,可以制备出长径比大于100,发育良好的碱式碳酸镁晶须.采用二维成核-台阶生长理论有效解释了碱式碳酸镁晶须的生长.

KDP晶体生长机理实验研究手段综述

KDP晶体是典型的水溶液型人工晶体。它具有非线性光学性能优良、易于生长出大尺寸单晶的优点,被用来制作惯性约束核聚变(ICF)工程中的倍频器件。但大晶体在生长过程中容易出现开裂、包藏等缺陷,严重影响晶体的物理性能。为了生长出高质量单晶,针对KDP晶体的生长机理研究与生长工艺改进工作一直在进行。在此背景下,本文总结了近半个世纪以来针对该晶体生长机理研究的主要实验手段,分别介绍了它们的工作原理及存在的优缺点,并对部分研究结果进行了整理,可为其他水溶液型晶体生长机理研究工作提供有用参考。

石墨烯在Ni(111)表面生长机理的紧束缚计算研究

本文采用SCC-DFTB方法,研究了石墨烯在Ni金属(111)表面上的生长机理及在台阶面生长情况.结果分析表明,苯环在Ni表面吸附时以界面fcc构型总能最低,结构最为稳定.边缘生长时,附着在衬底表面上的石墨烯层中C原子活性从边缘向中间逐渐降低.在由(111)晶面和(111)晶面相交形成的台阶面上,石墨烯片层可连续生长,同时相对衬底表面发生一定偏转,在较大面积时将出现缺陷.改善石墨烯与衬底台阶处的界面不匹配情况将有利于其大面积高质量生长.

多面体晶体从金属熔体中生长的形态分析

本文以MC碳化物在镍基高温合金熔体中的生长为研究模型,分析了多面体晶体在合金熔体中的生长过程。结果表明,晶体生长方式是向固液界面已形成的台阶上沉积,其机制属于体扩散生长。由八面体模型分析得出,枝臂的形成是由于多面体晶体各晶面上溶质通量流密度的分布不同所致。这与用球扰动分析所得到的多面体的晶面中心较稳定而顶角处稳定性较差的结论相符。从而解释了八面体顶角处容易长出枝臂的实验事实。对MC碳化物进行Auger表面成分的测试结果,支持了这一论点。

高温溶液法生长PZN-9PT弛豫铁电晶体

采用高温溶液法制备了PZN-9PT晶体,研究了晶体相结构、生长形态,表征了其介电、压电和电滞回线等部分电学性能。结果表明,采用高温溶液法可制备出纯钙钛矿结构的PZN-9PT单晶,晶体呈淡黄色多面体形态,晶粒表面的台阶均为直形生长台阶;其三方-四方相转变温度为89℃,居里温度为175℃;[221]切型PZN-9PT单晶的压电常数为230 pC/N,矫顽场为8.8 kV/cm。

用AFM研究杜仲抗真菌蛋白的晶体生长

随着后基因组时代的到来以及蛋白质组学研究的深入开展,研究蛋白质晶体生长成为生物化学和结构生物学领域一个广泛关注的课题。通过使用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,简称AFM)对杜仲抗真菌蛋白(eucommia antifungal protein,简称EAFP)的晶体在有母液存在下原位实时动态地进行了晶面生长观察。研究结果表明:不同过饱和度对EAFP晶体生长形貌的影响较大,较高的过饱和度下生长很快,生长台阶密度高,较高的过饱和度下主要进行各向异性二维台阶的发生、发展,较低的过饱和度下主要采用螺旋位错的生长方式,当过饱和度极低时生长缓慢,且晶体表面有很多小孔存在,晶面生长很不完整;还对不同过饱和度下晶体生长速率进行了定量的测量,也反映了过饱和度对EAFP晶体生长的影响;同时对在AFM观察过程中由探针的扫描速度和方向对表面形貌的影响进行了讨论。

6H-SiC单晶(0001)Si-面的表面生长形貌

利用光学显微镜的反射模式观察了升华法生长的 6H SiC单晶 (0 0 0 1)Si 面的生长形貌 ,应用台阶仪测定了生长台阶高度。实验发现 ,6H SiC单晶的生长台阶呈螺旋状 ,生长台阶呈现出了韵律束合现象。在单晶中间部分 ,生长台阶稀疏 ,台面较宽 ,约 80 μm左右 ,台阶高度较小 ,约 2 0～ 5 0nm ,比较宽的台面上存在小生长螺旋。外围单晶区域 ,生长台阶比较密集 ,其台阶高度较大 ,约 30 0～ 70 0nm ,台面宽度较小 ,约 2～ 5 μm。生长台阶在前进过程中受单晶中的微管缺陷影响 。

碳化硅外延生长及其缺陷分析

本文从碳化硅同质外延生长原理及其缺陷分析的角度,介绍了碳化硅外延技术的最新研究情况。碳化硅外延生长主要使用台阶流动控制生长方法来得到高结晶质量以及厚度、掺杂浓度、缺陷密度都可控的碳化硅单晶薄膜层。外延生长阶段主要关注的缺陷有位错、堆垛层错、三角形、掉落物、彗星尾、胡萝卜等,这些缺陷对功率器件的性能和可靠性有着不同程度的影响。

反应温度和反应时间对三水碳酸镁晶须长径比的影响

为了扩大其作为增强补韧剂和阻燃剂的应用,以氯化镁和碳酸氢铵为原料,通过水热法成功合成了不同长径比的三水碳酸镁晶须.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对所得三水碳酸镁晶须的物相和形貌进行分析.结果表明:当反应时间为5 h时,随着反应温度(50℃~80℃)的升高,三水碳酸镁晶须长径比减小.当温度为50℃,反应时间在4 h^5 h内时,晶须处于生长阶段,长径比增大;反应时间延长至7 h,由于发生相转变,晶须开始溶解,导致长径比减小.通过对晶须尖端的分析,证实晶须属于台阶生长机制.

Tabular氧化铝的显微结构

用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和衍射仪研究了Ｔａｂｕｌａｒ氧化铝的显微结构。借用一些显微照片解释了刚玉和β－Ａｌ２Ｏ３结晶形貌的细节。特别描述了刚玉表面的台阶生长形貌。

Fe-C-Si-Mn合金中贝氏体表面浮突的精细结构

用扫描隧道显微镜对Fe-C-Si-Mn合金中的下贝氏体浮突进行了观察研究发现用透射显微镜观察到的最小结构单元——亚单元是由更小的超亚单元组成的超亚单元的浮突为“帐篷”型，而非不变平面应变型，表明它不是切变形成；超亚单元的浮突高度为60-140nm，最大形状变型量约为0．23．贝氏体的多层次结构以及合金无素C和Si对它的影响可用激发形核-台阶生长机制来解释.

Fe_2O_3和Al_2O_3促进MgO烧结的机制研究

为了提高Mg O的烧结性能,设计了纯Mg O、加入0.5%(w)Fe_2O_3的Mg O和加入0.5%(w)Al_2O_3的Mg O共3组配方,经球磨混练、自然风干、成型、干燥后,在1 500℃保温1 h烧成,然后采用X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪和配有能谱仪的扫描电子显微镜对烧后试样进行表征,并分析Fe_2O_3和Al_2O_3促进Mg O烧结的机制。结果表明:加入Fe_2O_3或Al_2O_3能提高Mg O在1 500℃保温1 h烧后的致密度。其促烧结机制为:增加Mg O晶体内双空位浓度,提高O^(2-)扩散速率;生成Mg Fe_2O_4、Mg Al_2O_4、Mg(Fe,Al)_2O_4、Fe Al_2O_4和(Mg,Fe)O,活化Mg O晶格。