一种研究喷雾热分解过程中组分偏析的新方法——溶剂萃取法

目前喷雾热分解法制备超细复合粉末组分偏析控制研究中缺乏分析手段。详细介绍了一种用于研究组分偏析现象的溶剂萃取方法,即利用两种组分在同一溶剂中的不同溶解性来分析复合粉末的组分偏析形式的方法。该方法不仅简单,而且结果可靠。

坩埚旋转波形参数对晶体组分偏析影响的数值研究

计算模拟了加速坩埚旋转技术Bridgman(ACRT—B)法生长cd0.96Zn0.04Te单晶体过程,研究了ACRT波形参数对固-液界面凹陷和晶体内组分偏析的影响.计算结果表明: ACRT波形参数的变化几乎不影响固-液界面前沿熔体中均一浓度场的形成.但是,波形参数能够显著改变固-液界面的凹陷和晶体内的组分偏析.波形参数不适当时,固-液界面的凹陷深度增加数倍,同时晶体组分的径向偏析也显著增加.波形参数不适当时,固-液界面的凹陷深度不增加或增加很少,晶体组分的径向偏析显著减小,直至为零.本工作所选择的各种波形参数下, ACRT均能明显增加晶体组分的轴向偏析.

Gd_(3)(Al,Ga)_(5)O_(12):Ce闪烁晶体扭曲生长、组分偏析与性能研究

新型闪烁晶体Gd_(3)(Al,Ga)_(5)O_(12):Ce(简写为GAGG:Ce)在制备过程中易出现多晶扭曲生长、组分偏析等问题,严重影响晶体的性能。为了得到大尺寸高质量的GAGG:Ce晶体,采用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线激发发射谱(XEL)等手段,结合熔体特性分析了GAGG:Ce晶体多晶扭曲生长、组分偏析的形成机制。通过调整温场、抑制组分挥发等方法生长出φ50 mm×120 mm的GAGG:Ce晶体,并重点研究了GAGG:Ce晶体的光谱特性与闪烁性能。结果表明:GAGG:Ce晶体的光输出达58000 ph./MeV,能量分辨率为6.4%@662 keV,在550~800 nm波长区间的透过率约为82%。晶体闪烁衰减快分量为126 ns(83%),慢分量为469 ns(17%)。晶体的发射峰中心波长在550 nm左右,与硅光电倍增管的接收波长匹配,且发光峰值处的透过率EWLT(Emission Weighted Longitudinal Transmittance)值高达79.8%。GAGG:Ce晶体兼具高光输出与高能量分辨率,在中子和伽马射线探测领域具有广阔的应用前景。

Lu_2SiO_5∶Ce晶体生长中存在的主要问题

用提拉法生长了40mm×60mm的Lu2SiO5∶Ce(LSO∶Ce)晶体,讨论了晶体生长中存在的3个主要问题:(1)偏组分;(2)铱金坩埚的被熔蚀和挥发;(3)LSO晶体中的包裹体。生长LSO晶体过程中SiO2容易挥发,在籽晶夹和炉膛内结晶成方石英相,造成组分偏析;在高温下铱金坩埚会被熔蚀,铱则会直接挥发,熔体中出现铱金碎片,严重影响接种、缩颈工艺等,所生长晶体表面也会粘附很多铱金颗粒,采用双抽双充气的办法减弱了铱金的挥发,基本上克服了铱金的干扰;LSO晶体中出现的包裹物主要是Lu2O3,也有极少量的气孔,Lu2O3主要是由于固相反应不彻底和SiO2挥发引起的。

垂直布里奇曼法CdZnTe晶体生长过程的数值分析

模拟计算了半导体材料CdZnTe布里奇曼法单晶体生长过程,分析了熔体的过热温度、坩埚侧面强化换热以及坩埚加速旋转(ACRT)等因素对结晶界面的形态和晶体组分偏析的影响,结果表明:当熔体的过热温度减小时,熔体中自然对流的强度显著降低,固液界面的凹陷深度有所增加,晶体的轴向等浓度区显著加长,而晶体组分的径向偏析明显增大.坩埚的侧面强化换热增加了自然对流强度,也增大了固液界面的凹陷,但是对溶质成分的偏析影响较小.坩埚加速旋转引起的强迫对流强度远大于自然对流,显著增大了固液界面的凹陷,使熔体中的溶质分布成为均一的浓度场,显著减小了晶体组分的径向偏析,增加了晶体组分的轴向偏析.