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生长气氛和速度在金红石(TiO_2)单晶体生长中的作用研究(英文) 被引量：11
1
作者 毕孝国 修稚萌 +5 位作者 马伟民 孙旭东 赵洪生 郭国友 付杰 丁千 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期657-661,共5页
本文研究了生长气氛和生长速度在焰熔法金红石单晶体生长中的作用 ,对比了晶体在空气中与在氧气中退火的结果 ,测定了晶体试样的摇摆曲线和透过率。研究表明 :金红石单晶体的生长受炉膛气氛、生长界面温度和生长速度的影响 ;炉膛气氛决... 本文研究了生长气氛和生长速度在焰熔法金红石单晶体生长中的作用 ,对比了晶体在空气中与在氧气中退火的结果 ,测定了晶体试样的摇摆曲线和透过率。研究表明 :金红石单晶体的生长受炉膛气氛、生长界面温度和生长速度的影响 ;炉膛气氛决定晶体能否形成 ,是关键因素 ;炉膛气氛中的氧分压大于液固界面 (即生长界面 )处熔体的氧离解压是生长完整晶体的前提条件 ;晶体在退火过程中消除热应力 ,但更重要的是通过氧化反应消除氧空位 ,在氧气氛中退火 ,可明显缩短退火时间。在所优化的实验条件下制备的晶体 ,完整性较好 ,透过率为 70～ 72 % ,与商用晶体的透过率基本一致。 展开更多
关键词 生长气氛 生长速度 焰熔法 金红石单晶体 TiO2 氧化钛 摇摆曲线 透过率 晶体生长
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焰熔法生长金红石单晶体生长室内温度分布的数值模拟 被引量：5
2
作者 刘旭东 毕孝国 +2 位作者 唐坚 蔡云平 孙旭东 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期138-145,共8页
以氢气和氧气的燃烧为基础,研究了焰熔法生长金红石单晶体过程中生长室内的温度分布特征,分析了H_2和O_2流量对温度分布的影响。结果表明:中心轴向温度随喷嘴距离的增加而升高,在距喷嘴92 mm处达到最高温度3290.3 K后开始下降;晶体熔帽... 以氢气和氧气的燃烧为基础,研究了焰熔法生长金红石单晶体过程中生长室内的温度分布特征,分析了H_2和O_2流量对温度分布的影响。结果表明:中心轴向温度随喷嘴距离的增加而升高,在距喷嘴92 mm处达到最高温度3290.3 K后开始下降;晶体熔帽径向温度随直径的增加逐渐减小,熔帽边缘温度则急剧升高;随着H_2流量增加,生长室内中心轴向和径向温度逐渐增大,H_2流量增加2 L/min,中心最高温度平均升高130℃,最高温度的位置向下移3.1mm,晶体熔帽表面温度平均升高70℃;增加内O_2和外O_2流量均导致生长室内中心轴向和径向温度降低,而使晶体熔帽上的压力升高,外O_2对温度的影响较大,而内O_2对晶体熔帽压力的影响较大。 展开更多
关键词 焰熔法 金红石单晶体 生长室 温度分布
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生长工艺对生长室内温度分布影响的数值模拟 被引量：3
3
作者 刘旭东 毕孝国 +2 位作者 唐坚 牛微 孙旭东 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期57-64,共8页
为给实验研究晶体生长工艺提供必要的理论指导,以氢气和氧气的燃烧为基础,研究了焰熔法生长金红石单晶体过程中生长室内的温度分布特征,分析了H_2和O_2流量、喷嘴尺寸对温度分布的影响.研究表明:适合金红石单晶体生长的最佳燃烧器为内O_... 为给实验研究晶体生长工艺提供必要的理论指导,以氢气和氧气的燃烧为基础,研究了焰熔法生长金红石单晶体过程中生长室内的温度分布特征,分析了H_2和O_2流量、喷嘴尺寸对温度分布的影响.研究表明:适合金红石单晶体生长的最佳燃烧器为内O_2、中H_2和外O_2的三管结构;随着H_2流量增加,生长室轴心线上和径向温度逐渐增大,H_2流量增加2 L/min,中心最高温度平均升高160℃,位置向下移动约2.5 mm;随着内、外O_2流量增加,生长室轴心线上和径向温度逐渐降低,与内O_2的影响相比,外O_2对中心温度影响较小,而对径向温度的影响较大;随着内O_2喷嘴孔径的增加,生长室轴心线上最高温度逐渐增大,而位置逐渐向喷嘴方向移动,而外O_2和H_2喷嘴孔径对轴心线上最高温度的影响非常小. 展开更多
关键词 金红石单晶体 焰熔法 生长室 温度分布 燃烧器
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用于焰熔法金红石单晶体生长的微米级TiO_2粉体制备与表征
4
作者 唐坚 张东 +5 位作者 毕孝国 牛微 董颖男 周文平 张瑞青 孙旭东 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期9184-9187,9194,共5页
以提纯后的TiCl_4为原料,氨水作为形核剂,PEG400为分散剂,制备出高纯TiO_2粉体。采用ICP、XRD、SEM等手段对所得样品进行分析。结果表明,TiCl_4溶液经60℃水浴2h后加入含15mL PEG400的氨水溶液,在900℃下煅烧3h,可以制备出晶型为单一金... 以提纯后的TiCl_4为原料,氨水作为形核剂,PEG400为分散剂,制备出高纯TiO_2粉体。采用ICP、XRD、SEM等手段对所得样品进行分析。结果表明,TiCl_4溶液经60℃水浴2h后加入含15mL PEG400的氨水溶液,在900℃下煅烧3h,可以制备出晶型为单一金红石相,平均粒度为70μm,形貌为近球形,流动性良好的高纯TiO2粉体。 展开更多
关键词 金红石单晶体 二氧化钛粉体 水解法 粒度 流动性
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数控焰熔法生长金红石单晶体的气体参数优化试验研究
5
作者 李彩娜 毕孝国 孙旭东 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期7101-7104,7110,共5页
使用数控焰熔法晶体生长炉和三管燃烧器进行了金红石单晶体的生长工艺实验研究。研究表明,在3个气体参数中,内氧是基础。当内氧流量小于特征值Oin(min)=6.6 L/min或大于特征值Oin(max)=7.1 L/min时,晶体生长或易于发生熔体流淌,或不易扩... 使用数控焰熔法晶体生长炉和三管燃烧器进行了金红石单晶体的生长工艺实验研究。研究表明,在3个气体参数中,内氧是基础。当内氧流量小于特征值Oin(min)=6.6 L/min或大于特征值Oin(max)=7.1 L/min时,晶体生长或易于发生熔体流淌,或不易扩肩,生长过程被迫中止,晶体很难生长成为大尺寸晶体;当内氧流量大于6.6 L/min而小于7.1 L/min时,生长过程稳定,能够生长成为大尺寸晶体。当内氧流量为7 L/min时生长出了直径30 mm、长度45 mm的金红石单晶体。通过能谱仪、X射线衍射仪(XRD)和拉曼光谱仪对晶体的组成、结构和键的结构进行表征,表明该晶体为典型的金红石单晶体,生长方向是[110]。 展开更多
关键词 金红石单晶体 焰熔法 数控晶体生长炉
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